UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
PRODUTIVIDADE E ESTIMATIVA DE ACÚMULO DA BIOMASSA EM
SOQUEIRA DE CANA-DE-AÇÚCAR IRRIGADA POR GOTEJAMENTO
SUBSUPERFICIAL COM DIFERENTES DOSES DE N-FERTILIZANTE
RAÚL ANDRES MARTINEZ URIBE
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP - Campus de
Botucatu, para obtenção do título de Doutor
em Agronomia (Irrigação e Drenagem).
BOTUCATU-SP
Janeiro – 2010
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
PRODUTIVIDADE E ESTIMATIVA DE ACÚMULO DA BIOMASSA EM
SOQUEIRA DE CANA-DE-AÇÚCAR IRRIGADA POR GOTEJAMENTO
SUBSUPERFICIAL COM DIFERENTES DOSES DE N-FERTILIZANTE
RAÚL ANDRES MARTINEZ URIBE
Engenheiro Agrônomo
Orientador: Prof. Dr. João Carlos Cury Saad
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP - Campus de
Botucatu, para obtenção do título de Doutor
em Agronomia (Irrigação e Drenagem).
BOTUCATU-SP
Janeiro – 2010
III
IV
III
DEDICATORIA
A Deus, por ser a razão da minha vida e me levar sempre de mão dada.
Ao meu pai (in memoriam), por me ensinar empiricamente a
praticidade, o método científico e o desejo de investigar.
À minha mãe, por ser minha amiga e me amar incondicionalmente.
À minha esposa Adriane, por ser a prova mais verdadeira de que o
amor existe, e de que juntos sempre podemos atingir mais. “Você é uma num milhão”. Com
você aprendi a sonhar com uma família. Esta meta não teria sentido sem você e sem os filhos
que virão.
IV
Agradecimento especial ao Dr. Glauber Gava,
por ser exemplo de verdadeiro pesquisador, e
por compartilhar conhecimentos, metas e amizade.
V
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todas as pessoas que direta ou indiretamente contribuíram
para a realização deste trabalho.
Ao Prof. João Carlos Cury Saad, por me acolher desde os primeiros
dias no Brasil.
Ao CNPq, pela concessão do auxílio.
Ao departamento de Engenharia Rural, pela ajuda e incentivo, ao
longo de meu doutorado. Em especial aos professores: Antônio de Pádua Sousa, Antonio
Evaldo Klar, Raimundo Leite Cruz e João Domingos Rodrigues “Mingo”, por contribuir com
minha formação.
À professora Dalva Martinelli Cury Lunardi, por ser sempre amiga e
motivadora nesta carreira de pesquisa.
À Seção de Pós-Graduação, pela atenção prestada.
Ao colega Rodrigo Coqui da Silva, pela participação ativa na
montagem do campo experimental de irrigação.
Aos pesquisadores, funcionários e colegas da Agência Paulista de
Tecnologia dos Agronegócios Apta-Jaú: Elisângela, Samira, Juliana, Marcelo, Ezequiel,
Silmara, Geraldo (Xerife), Valdir, João, Antonio Carlos, “Nico”, “Zelão”, Brás, Edilso, Júlio
(in memoriam), Jonny, Andressa, Renata, Wiliam, Marcel e especialmente ao amigo Oriel,
pela ajuda e pelos momentos compartilhados.
À empresa Netafim do Brasil, pelo sistema de irrigação, na pessoa de
Daniel Pedroso.
Ao Dean Holzworth, membro do CSIRO, pela ajuda na execução da
simulação.
À Associcana pelas análises tecnológicas.
À Msc. Maria Lúcia Pallamin (Malu) pela correção das versões em
inglês.
VI
Aos meus irmãos: Javier, por me mostrar a importância da vida
simples; Julio, por ser exemplo de batalhador e a Carmen, por sempre estar de bem com a
vida.
A minha família Martinez Uribe, que desde muito longe souberam me
mostrar o caminho da perseverança; especialmente à minha avó Sacramento, pelas orações.
Aos meus amigos da Venezuela, pelas inúmeras demonstrações de
carinho e apoio, especialmente a Marielbys, Alfonso, Marian, Mery.
Aos meus sogros, Iveti e Sergio, por serem meus pais e amigos, e por
me dar sua filha de presente.
A minhas cunhadas, Cristiane e Giselle; aos meus concunhados
Salgado e Rodrigo, e especialmente aos meus sobrinhos Mariana, Murilo e Olívia por todos os
momentos de alegria.
Aos meus tios Tony (in memoriam) e Regina, João e Ana, Elcio e
Leninha, e Consolata, pelos momentos de ânimo, carinho e compreensão, por me estimularem
e por sempre ter um sorriso disponível.
Aos meus primos Silvio, Andréia, Alexandre, Andressa, Gustavo,
Elaine, Rodrigo, Raquel e Graziela pelo apoio e amizade incondicional.
Aos colegas e professores do curso de Gastronomia, especialmente ao
Paulo, Marcelo, Jocimar, Vera, Julio, Ana Paula, Irmã Ana Cristina e Kassio, por me apoiar e
me compreender.
Aos colegas das escolas de espanhol, especialmente a Adriana, Luiz e
Gis pela compreensão.
Por ultimo, continuo agradecendo ao Brasil, por me receber e me fazer
sentir parte desta terra, a tal ponto de nunca mais querer sair!
Obrigado!
VII
SUMÁRIO
Página
RESUMO ..................................................................................................................
1
SUMMARY ..............................................................................................................
3
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................
5
1.1 Revisão bibliográfica ......................................................................................
7
1.1.1 Cana-de-açúcar.......................................................................................
7
1.1.2 Importância da disponibilidade hídrica e do N-fertilizante para
produtividade da cana-de-açúcar ................................................................................
8
1.1.3 A simulação............................................................................................
9
1.1.4 Irrigação por gotejamento subsuperficial ................................................
11
2. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................
13
2.1 Dados preliminares .........................................................................................
13
2.2 Montagem do sistema de irrigação ..................................................................
14
2.3 Descrição do “Software” APSIM® ................................................................
19
3. PRODUTIVIDADE E ATRIBUTOS TECNOLÓGICOS EM SOQUEIRA DE
CANA-DE-AÇÚCAR COM DIFERENTES DOSES DE N-FERTILIZANTE,
IRRIGADA POR GOTEJAMENTO SUBSUPERFICIAL E DE SEQUEIRO ....
20
4. ESTIMATIVA DO ACÚMULO DE FITOMASSA DA SOQUEIRA DE
CANA UTILIZANDO MODELO DE SIMULAÇÃO NOS MANEJOS:
IRRIGADO E DE SEQUEIRO COM DIFERENTES DOSES DE NFERTILIZANTE .....................................................................................................
45
5. CONCLUSÕES.....................................................................................................
64
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................
65
1
1. RESUMO
A indústria canavieira exerce papel fundamental no âmbito nacional,
sendo de vital importância saber como a quantidade e a qualidade de matéria prima produzida
é afetada pelo clima, pelos tratos culturais e pela região. Dentre os tratos culturais mais
importantes e mais discutidos está a adubação nitrogenada. Entretanto nem sempre é possível
obter dados reais, por várias razões, tempo, custo, dificuldade de acesso, entre outros. Neste
contexto, surgem os modelos de simulação. Assim, este trabalho teve como objetivos
comparar a utilização de água e de N-Fertilizante em soqueira de cana de açúcar nos manejos
irrigados e de sequeiro, verificar o potencial de produção da soqueira de cana-de-açúcar com
diferentes doses de N-fertilizante no manejo irrigado por gotejamento subsuperficial, utilizar e
validar um modelo de simulação de crescimento de cana-de-açúcar e realizar estimativas
(simulações) de acúmulo da biomassa e produtividade em soqueira de cana, nos manejos
irrigados e de sequeiro com diferentes doses de N-fertilizante. O delineamento experimental
utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições para cada experimento, sendo os
tratamentos: T1 (irrigado sem dose de nitrogênio (N)), T2 (irrigado com dose de 70 kg ha-1 de
N), T3 (irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N), T4 (irrigado com dose de 210 kg ha-1 de N),
T5 (não irrigado sem dose de N) e T6 (não irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N); todas as
doses de N foram aplicadas na forma de Uréia. Para avaliar a produtividade da cultura
realizou-se análise de variáveis biométricas, tecnológicas, biomassa seca e produtividade.
Foram realizadas comparações de produtividade da cultura, toneladas de cana por hectare
2
(TCH), toneladas de açúcar por hectare (TPH), peso da matéria seca da parte aérea (PA) e do
colmo (C) por hectare. Para fazer as simulações foi utilizado o Programa APSIM® (Sistema
simulador de produção agrícola). Os resultados evidenciaram que o sistema de irrigação em
conjunto com a aplicação de N-fertilizante (140 kg ha-1), apresentou diferenças significativas
para acúmulo de matéria seca de colmos e de parte aérea, para produtividade de colmos por
hectare (TCH) e produtividade de açúcar por hectare (TPH), sendo 126, 94, 105 e 106%
maior, quando comparadas com a testemunha (sem N-fertilizante e sem irrigação).
Adicionalmente obtiveram-se efeitos quadráticos significativos das doses de N com relação à
fitomassa do colmo e da parte aérea, à TCH, TPH e ao índice Spad (conteúdo de clorofila).
Houve efeito positivo sinérgico da fertirrigação na produtividade e nos atributos. A soqueira
de cana respondeu melhor à dose de 140 kg ha-1 de N-fertilizante. O modelo APSIM pode
predizer através de modelagem a produtividade da cana-de-açúcar, tendo como base de dados
um registro confiável e duradouro de elementos climáticos, biométricos e de manejo. As
curvas de acúmulo de biomassa seguiram a tendência sigmoidal característica e evidenciaram
o efeito positivo da irrigação e da adubação nitrogenada.
Palavras-Chave: fertirrigação, nitrogênio, Sacharum spp, APSIM, modelagem.
3
PRODUCTIVITY AND ACCUMULATION ESTIMATION OF SUGARCANE RATOON
PHYTOMASS WITH DIFFERENT DOSES OF N-FERTILIZER, UNDER SUBSURFACE
DRIP-IRRIGATION. Botucatu, 2010. 67p.Tese (Doutorado em Agronomia/Irrigação e Drenagem) Faculdade de CiênciasAgronômicas, Universidade Estadual Paulista.
Author: RAÚL ANDRES MARTINEZ URIBE
Adviser: JOÃO CARLOS CURY SAAD
SUMMARY
Due to sugarcane industry has been playing a crucial role in national
ambit it is vital to understand how the quantity and quality of raw material produced is
affected by climate, crop handling and region. Among the crops handling, nitrogen is the most
important and most discussed. However it is not always possible to obtain real data for several
reasons: time, cost, difficulty of access, and others. Simulation models are used to respond to
these variables. Therefore this study aimed to: compare the use of water and N-fertilizer in
sugarcane ratoon in irrigated and rainfed conditions, verify the production potential of
sugarcane ratoon with different doses of N-fertilizer in subsurface drip-irrigation management,
use and validate a simulation model of sugarcane growth and make estimations (simulations)
of biomass accumulation and sugarcane ratoon productivity in irrigated and rainfed conditions
with different doses of N-fertilizer. The experimental design was a randomized block with
four replications for each experiment, and the treatments: T1 (Irrigated without nitrogen dose
(N)), T2 (irrigated with a dose of 70 kg ha-1 N) T3 (irrigated with a dose of 140 kg ha-1 N), T4
4
(irrigated with a dose of 210 kg ha-1 N), T5 (non-irrigated without N) and T6 (non-irrigated
with a dose of 140 kg ha-1 N), all doses of N from urea. To evaluate the sugarcane
productivity, the biometrical and technological variable were analysed, and also the dry
biomass and the yield were accomplished. Comparisons were made with crop productivity,
tons of cane per hectare (TCH), tons of sugar per hectare (TPH), and dry weight of shoot (PA)
and stem (C). The program APSIM® (System simulator agricultural production) was applied
to perform the simulations. The results showed that the irrigation system in combination with
the N-fertilizer (140 kg ha-1) application had significant differences in dry matter accumulation
in stems and shoots, for stems yield per hectare (TCH) and for sugar yield per hectare (TPH),
being for T1, T2, T3 and T4, respectively, 126, 94, 105 and 106% higher than the control
(without N-fertilizer and no irrigation). Additionally we obtained significant quadratic effects
of N doses related to the stem and shoot phytomass, TCH, TPH and Spad index. There was a
positive synergistic fertigation effect on yield and attributes. The sugarcane ratoon got better
performance with the dose of 140 kg ha-1 N-fertilizer. The model APSIM® can predict the
sugarcane productivity using a model based on a reliable and lasting database with records of
climatic, biometric and handling elements. The biomass accumulation curves trends to the
sigmoid characteristic, and showed the positive effect of irrigation and nitrogen fertilization.
Keywords: fertigation, nitrogen, Sacharum spp., APSIM®, modeling.
5
INTRODUÇÃO
Com a iminência da mudança climática mundial, muitos dos conceitos
das cadeias produtivas, têm sido revistos; um deles é a fonte energética utilizada para as
diversas atividades do homem. Os derivados de hidrocarbonetos têm sido utilizados como
fonte principal de energia, mas a cada dia que passa, percebe-se uma queda nas suas reservas,
sem contar com os grandes problemas ambientais produzidos pela queima incompleta dos
mesmos.
Desenvolver fontes renováveis, não é mais um sonho ecológico e sim
uma necessidade real, não só do ponto de vista energético, mas numa variada gama de
produtos que continuam ligados a fontes fósseis. É por isso que a cana-de-açúcar ou
atualmente melhor definida como cana bioenergética, aparece como caminho na busca da
sustentabilidade na produção direta de energia, por meio do álcool anidro para mistura com
gasolina e álcool hidratado para uso direto nos motores de combustão interna; na produção de
plásticos derivados do álcool, o etanol é utilizado para a obtenção de eteno que é usado na
fabricação de polietileno, na produção de plásticos biodegradáveis através de bioprocessos e
na produção do velho conhecido, açúcar.
O anterior só é possível mantendo o fornecimento de matéria prima
(cana-de-açúcar) em níveis e principalmente em frequências ideais. A quantidade de cana-deaçúcar produzida, a extensão de terra plantada, o valor dessa produção e, por conseguinte a
participação no produto interno bruto (PIB) nacional vem aumentando vertiginosamente a
cada nova safra.
6
Em 2007, o Brasil ampliou sua produção de cana-de-açúcar em 15,1%,
em relação ao ano anterior, alcançando 549 milhões de toneladas. Além do incremento da
produção, a crescente demanda por álcool no mercado interno e externo influenciou no preço
do produto, levando a um crescimento de R$ 3,8 bilhões (29%) no valor da produção, que
atingiu quase R$ 19 bilhões em 2007. A área também vem crescendo nos últimos anos,
ultrapassando os 7 milhões de hectares em 2007. O estado de São Paulo (58,8% da safra
nacional) teve um crescimento de 5,6% na produção, principalmente pela incorporação de
mais 200.000 ha ao processo produtivo, o que corresponde a um crescimento de 6,5% em
relação a 2005. Além disso, o estado possui a maior produtividade média (82 Mg ha-1), acima
da média nacional, que foi de 74,4 Mg ha-1. A área colhida representa 12,79% do total
nacional e o valor da produção 20,82%. Alguns municípios utilizam quase a totalidade da
extensão agrícola com a cultura da cana-de-açúcar, no município de Jaú – SP 98,15% da área
agrícola é plantada com cana-de-açúcar. Dos vinte maiores municípios produtores dezesseis
estão no estado de São Paulo (IBGE, 2009).
No entanto é de vital importância estudar como a quantidade e a
qualidade da cana-de-açúcar produzida é afetada pelo clima, pelo solo, pelo genótipo e pelos
tratos culturais. Um dos fatores mais importantes e mais discutidos é a adubação nitrogenada,
principalmente ao ser aplicada à poáceas das quais se espera resposta pronunciada na
produção de fitomassa com o aumento do teor de nitrogênio na planta (BOLTON & BROWN,
1980). Além desta característica, a cana-de-açúcar apresenta ciclo fotossintético C4 que em
comparação ao ciclo C3, produz duas vezes mais material seco por unidade de nitrogênio
presente na folha (BLACK et al., 1978).
Contudo, a elucidação dos mecanismos fisiológicos envolvidos com a
utilização do N pela cana-de-açúcar não estão totalmente esclarecidos (SILVEIRA &
CROCOMO, 1990). Para as soqueiras de cana-de-açúcar são mais freqüentes as respostas à
adubação nitrogenada em termos de produção de fitomassa (ORLANDO FILHO &
ZAMBELLO JÚNIOR, 1979; CHUÍ & SAMUELS, 1981; SOBRAL & LIRA, 1984);
entretanto, existem resultados de ausência de resposta à adubação nitrogenada (BRINHOLI et
al., 1980; SAMPAIO et al., 1984; ORLANDO FILHO et al., 1994).
Assim, os objetivos deste trabalho foram: comparar a utilização de
água e de N-Fertilizante em soqueira de cana-de-açúcar nos manejos irrigados e de sequeiro;
7
verificar o potencial de produção da soqueira cana-de-açúcar com diferentes doses de Nfertilizante no manejo irrigado por gotejamento subsuperficial, utilizar e validar um modelo de
simulação de crescimento de cana-de-açúcar e realizar estimativas (simulações) de acúmulo da
biomassa e produtividade em soqueira de cana, nos manejos irrigados e de sequeiro com
diferentes doses de N-fertilizante.
Para atingir estes objetivos a tese foi dividida em dois (2) capítulos,
sendo o primeiro capitulo intitulado “Produtividade e atributos tecnológicos em soqueira de
cana-de-açúcar com diferentes doses de N-fertilizante, irrigada por gotejamento subsuperficial
e de sequeiro.” e o segundo “Estimativa do acúmulo de fitomassa da soqueira de cana-deaçúcar utilizando modelo de simulação nos manejos: irrigado e de sequeiro com diferentes
doses de N-fertilizante”, redigidos conforme as normas da Revista Irriga.
1.1 Revisão Bibliográfica
1.1.1 Cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar é originaria de Nova Guiné, foi levada pelos turcos à
Ilha da Madeira e às Ilhas Canárias e trazida para América pelos espanhóis e portugueses.
Com a instauração dos engenhos chega ao auge, em 1615 atingiu o planalto paulista e em
1650 o Brasil foi considerado o maior produtor mundial. Em 1970 com a crise do petróleo se
torna intensa a utilização como combustível do álcool, alavancando definitivamente seu
crescimento (MOZAMBANI et al., 2006).
Pertence à ordem Graminales, família Poaceae, gênero Saccharum e
comercialmente se utilizam híbridos deste gênero. Morfologicamente, se desenvolve em forma
de touceira, a parte aérea é formada por colmos, folhas, inflorescências, frutos e a parte
subterrânea formada por raízes e rizomas. As raízes são fasciculadas (cabeleira) contendo 85%
do sistema radicular nos primeiros 50 cm. Os rizomas são constituídos por nódios, internódios
e gemas e o colmo é caracterizado por nós e entrenós bem marcados. Fisiologicamente é uma
planta C4, apresentando alta taxa de fotossíntese, maior eficiência na utilização e resgate do
CO2, elevada adaptação às condições de altas temperaturas, luminosidade e relativa escassez
8
de água, possui alta capacidade de absorver água pelas folhas, mas a principal via é pelo sistema
radicular, por meio dos pelos absorventes, só 30% do peso é matéria seca sendo 70% água.
A produção de cana-de-açúcar tem como objetivo: produtividade que é
fitomassa m-2 de colmos industrializáveis; qualidade que se refere à riqueza de sacarose nos
colmos e longevidade do canavial, aumentar o número de cortes econômicos.
Fenológicamente a cana-de-açúcar se divide em cana planta que é aquela que será plantada
pela primeira vez e cana soca proveniente do corte de uma cana planta. De acordo com época
de plantio a cana pode ser dividida tradicionalmente em: cana de ano que tem como ciclo 12
meses sendo normalmente plantada na primavera (setembro - outubro) e cana de ano-e-meio
com 14-21 meses de ciclo sendo normalmente plantada no verão (janeiro - abril). Nos últimos
anos tem-se verificado períodos de plantio cada vez mais longos e safras atingindo até oito
meses contínuos (SEGATO et al., 2006)
O estado de São Paulo responde por mais de 50% da produção
nacional, atingindo uma produtividade média de 82 Mg ha-1; mesmo este valor sendo superior
à média nacional de 74,4 Mg ha-1, ainda continua longe do potencial genético estimado em
345,6 Mg ha-1 (LANDELL, 2001).
1.1.2 Importância da disponibilidade hídrica e do N-fertilizante para
produtividade da cana-de-açúcar
A importância da aplicação de N-fertilizante em conjunto com a
irrigação foi estudada por Ng Kee Kwong et al. (1999) concluindo que com uso da
fertirrigação é possível reduzir em até 30% os valores da adubação nitrogenada sem queda
significativa da produtividade da cana-de-açúcar, como conseqüência da melhor distribuição
do fertilizante ao longo do ciclo da cultura. A produtividade de colmos e de açúcar responde à
adubação nitrogenada via fertirrigação (THORBURN et al., 2003), principalmente em
soqueiras, e as maiores respostas estão relacionadas com maiores níveis de irrigação
(WIEDENFELD, 1995). Faroni (2008) em manejo de sequeiro chegou à conclusão de que há
efeito significativo das doses de N aplicadas no ciclo da cana-soca quando comparadas com a
produção de fitomassa seca da parte aérea e, por conseguinte na produtividade de colmos e de
açúcar. Entretanto Suguitane (2006) não constatou grandes aumentos na produtividade com as
9
cultivares R570, RB72454, NCo376 e SP83-2847 utilizando irrigação por aspersão quando
comparada com a testemunha não irrigada, usando apenas uma dose de N-fertilizante.
1.1.3 A simulação
Entre as muitas mudanças que ocorrem na pesquisa agrícola, e nas
instituições de desenvolvimento, há um reconhecimento crescente de que uma abordagem de
sistemas é necessária para enfrentar os desafios apresentados pelas complexidades, incertezas
e conflitos em sistemas modernos de produção agrícola. Estes fizeram com que novos ramos
fossem incluídos na busca de soluções eficazes, dentro destas a pesquisa operacional é uma
excelente ferramenta, que complementa a abordagem experimental.
Desde o surgimento dos primeiros computadores, o homem vem
desenvolvendo técnicas para levar para dentro dos computadores o que encontra no mundo
real. Na agricultura, como em outros modelos dinâmicos, o sistema pode ser analisado em
termos de variáveis (DE WIT, 1982). Essas variáveis, em geral, acabam fazendo parte de um
conjunto de equações diferenciais que devem ser integradas numericamente, dada a
complexidade do sistema. Esta estrutura comumente usada permite que seja possível desenhar
e codificar um modelo com finalidades de entradas e saídas arranjadas com ferramentas de
“software” (PAVAN, 2009). Modelos podem ser definidos como uma representação
simplificada, por necessidade, do que se percebe ser realidade, podendo ser um objeto, uma
ideia ou um sistema (SHANNON, 1975); ou ainda como uma descrição matemática das
diversas causas e efeitos envolvidos num sistema real (KEEN e SPAIN,1992).
Os modelos fornecem para os pesquisadores ferramentas valiosas, que
ajudam na tomada de decisões sem a necessidade de implementar a cultura e esperar pelo seu
ciclo. Além disso, propiciam a possibilidade de prever situações futuras, gerando decisões que
podem resultar em menores custos e maiores produtividades (HAMID e ABDULLAH, 2008).
Existem diversos modelos para simulação de produção de cana-deaçúcar, mas segundo Godoy (2007), o APSIM (“Agricultural Production System sIMulator”)“sugarcane” (MCCOWN et al., 1996) é um dos mais usados no mundo, este modelo foi
desenvolvido pela unidade de pesquisa de sistemas de produção agrícola CSIRO
(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) (O’LEARY et al., 1999).
10
O APSIM é um programa que contem modelos de produção de
algumas culturas e pastagens, decomposição de resíduos, fluxo de água no solo e de nutrientes
e erosão que podem ser facilmente re-configurados para simular vários sistemas de produção.
Também contem manejos de solo e de culturas que podem ser simulados dinamicamente
usando algumas diretrizes. O ponto principal do programa é mudar o conceito de que a cultura
responde aos insumos para o conceito de que o solo responde à cultura, ao clima e ao manejo
(MCCOWN et al., 1996).
Embora se obtenha uma estrutura lógica sólida para melhores
simulações do manejo do solo e alterações em longo prazo do recurso solo, isto é feito sem
perda de sensibilidade em simular o rendimento das culturas. Este conceito é implementado
usando uma estrutura de programa em que todos os módulos (por exemplo, o crescimento de
determinadas culturas, a água do solo, N do solo, erosão, dentre outros) se comunicam uns
com os outros por mensagens transmitidas apenas através de um mecanismo central “motor de
decisão”'. Utilizando um design de interface padrão, este projeto permite a fácil remoção,
substituição ou troca de módulos sem interromper o funcionamento do sistema. A simulação
de seqüências de culturas e culturas múltiplas é alcançada através da gestão de módulos de
conexão de crescimento da cultura para o “motor de decisão” (MCCOWN et al., 1996).
Um conjunto de ferramentas de “software” foi desenvolvido dentro de
um ambiente Windows®, que inclui editor instalado pelo usuário, compilador, gráficos, banco
de dados e software de controle de versão. Enquanto o motor e os módulos são codificados em
FORTRAN, o conjunto de ferramentas é em C++. O produto resultante tem as funções
codificadas numa linguagem mais familiar para os pesquisadores, mas fornece muitas das
mais recentes características da programação. O conjunto de ferramentas é escrito para ser
compatível com sistemas operacionais UNIX e ser capaz de usar o processador em estações de
trabalho UNIX. O APSIM representa um grande investimento na melhoria da modelagem
preditiva de sistemas de pesquisa agrícola que combina metodologia de pesquisa de sistemas
de produção agrícola e pesquisa operacional (MCCOWN et al., 1996). Este modelo está
integrado a um sistema de suporte à tomada de decisão, o qual tem como objetivo fornecer
orientações no manejo de culturas, utilizando dados climatológicos observados e de previsão
sazonal (COX, 2006).
11
As investigações sobre sistemas de produção de cana-de-açúcar mais
produtivos e sustentáveis seriam ajudadas por um simulador abrangente da cultura que aborde
mais amplamente o sistema de manejo cultura-solo. O módulo da cultura de cana-de-açúcar no
APSIM surge como alternativa. O modelo funciona em um período de tempo diário,
simulando o crescimento das folhas que utilizam a radiação para produzir assimilados e partes
destes assimilados em colmos e, por conseguinte em açúcar. O processo fisiológico
representado no modelo responde à radiação e à temperatura ambiente e é sensível ao
fornecimento de água e nitrogênio. O modelo simula o crescimento, o uso da água, acúmulo
de N, peso seco de açúcar e peso fresco de colmos para cana planta e soca, em resposta ao
clima, solo, manejo e fatores genotípicos. Foi desenvolvido em 35 conjuntos de dados
provenientes da Austrália, Havaí, África do Sul e Suazilândia, cobrindo uma ampla gama de
classes de culturas, latitudes, regimes de água e condições de fornecimento de nitrogênio. Os
coeficientes de determinação (R2) das previsões do modelo quando comparados com dados
observados resultaram em 0,79; 0,93; 0,83 e 0,86 para índice de área foliar (IAF), biomassa da
cultura, sacarose do colmo e N acumulado na parte aérea da planta, respectivamente,
demonstrando assim a contundência do modelo e sua capacidade de simular com alto grau de
correlação as condições reais (KEATING et al., 1998).
1.1.4 Irrigação por gotejamento subsuperficial
A irrigação localizada é a aplicação oportuna e uniforme de água em
um volume de solo, utilizando um sistema de tubulação que apresenta emissores. Estes
fornecem uma vazão fixa e predeterminada de água. A característica principal é o
umedecimento de uma parte restrita do perfil do solo, possui alta freqüência e trabalha com
baixa pressão. Dentre os sistemas de irrigação localizada está a irrigação por gotejamento
(ROMAN, 2002).
Segundo Dasberg & Or (1999) a irrigação por gotejamento
compreende a aplicação de pequenas quantidades de água diretamente na zona radicular das
plantas, através de fonte pontual ou linha de gotejadores sobre ou abaixo do solo, com
pressões de operação variando entre 20-200 kPa e baixa vazão (1-30 L h-1). Esta aplicação
12
resulta em um volume de solo molhado, conhecido como bulbo molhado (SOUZA &
MATSURA, 2004).
Comparado com outros métodos de irrigação (SHRIVASTAVA et al.,
1994), o gotejamento possui algumas vantagens, destacando-se o aumento da produtividade e
a conservação da água. Somado a isso, os sistemas de gotejamento subsuperficial
proporcionam uma redução da perda de água por evaporação direta do solo, maior
disponibilidade de nutrientes, quando utilizado como fertirrigação, devido à proximidade do
ponto de emissão de água do sistema radicular e menor germinação de ervas daninhas, como
conseqüência do baixo teor de água da superfície do solo (ORON et al., 1991).
13
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Dados preliminares
O
experimento
foi
conduzido
na
Unidade
de
Pesquisa
e
Desenvolvimento (UPD) de Jaú/SP, da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios
(APTA) Pólo Centro-Oeste, localizada na latitude de 22º17’ S (-22,283), e longitude 48º 34’
W(-48,567) e altitude média de 580m. O solo da área é Argissolo eutrófico. Antes da
instalação do experimento foram realizadas amostragens do solo na área experimental ao
acaso nas camadas de 0-20, 20-40, e 40-80 cm, cujos resultados são apresentados nas Tabelas
1, 2 e 3.
Tabela 1. Características químicas do solo da área experimental, amostragem em setembro 2006
Camadas
pH
M. O.
P
S-SO4
cm
CaCl2
g dm-3
0-20
5,2
19,0
19,0
3,0
0,9
27,0
14,0
0
22,0
66
20-40
5,3
14,0
11,0
2,0
0,4
21,0
12,0
0
20,0
64
40-80
5,5
7,0
3,0
6,0
0,2
21,0
7,0
0
16,0
66
-----mg dm-3-----
K
Ca
Mg
Al
H+Al
V
--------------------mmolc dm-3---------------------
%
Tabela 2. Resultado da análise de micronutrientes do solo da área experimental.
14
Camadas
pH
M.O.
---------g dm-3--------
cm
B
Cu
Fe
Mn
Zn
-------------------------------mmolc dm-3--------------------------------
0-20
5,2
19,0
0,4
4,0
11,0
61,8
1,2
20-40
5,3
14,5
0,4
4,0
10,0
41,9
0,7
40-80
5,3
7,0
0,5
2,9
6,0
13,3
0,3
Tabela 3. Caracterização física do solo da área experimental.
Camadas
Cm
Areia
Silte
Argila
--------------------------------g kg-1-------------------------------
0-20
660
70
270
20-40
600
60
340
40-80
530
70
400
Análise granulométrica – método do densímetro (BOUYOUCOS, 1927)
Nos meses de maio a setembro de 2006 foi realizada a instalação da
bomba de água junto ao manancial (lago) (Figura 1), a construção do abrigo para a bomba ao
lado da área experimental e a instalação da linha principal levando água do manancial até a
área a ser irrigada.
2.2 Montagem do sistema de irrigação
Os trabalhos tiveram início no mês de maio de 2006, com a montagem
do dispositivo de sucção da bomba que permitia a passagem da água quando a bomba era
ligada, por meio de um sistema de vácuo. Esta bomba estava localizada no manancial da UPD
Jau (Figura 1). Imediatamente após o desligamento da mesma, o mesmo sistema obstruía a
passagem de água, impedindo assim que a água contida na tubulação retornasse ao leito do
lago, o que causaria a entrada de ar no sistema. A água era succionada pela bomba principal,
através de uma mangueira de 10 cm de diâmetro e de 50 m de comprimento. Posteriormente
realizou-se a montagem da bomba de pressurização e do cavalete que controla o sistema de
15
fertirrigação, que consta no experimento de oito tratamentos (sendo utilizados neste trabalho
somente quatro), instalando-se posteriormente oito saídas e registros.
Figura 1. Vista aérea do manancial da UPD de Jaú.
Realizou-se, portanto, a divisão da linha principal em oito tubulações
com registros individuais automatizados, os controles de abertura e fechamento de cada linha
foram programados previamente pelo sistema. Cada linha possuía um hidrômetro próprio onde
era possível acompanhar a vazão, um filtro de discos, um tanque de 200 L no qual eram
colocadas as soluções de fertilizantes, sendo estes ligados às linhas por microtúbulos venturi.
O sistema de injeção de fertilizante era acionado automaticamente e levava em consideração a
vazão da água (Figura 2 ).
16
Figura 2. Vista das linhas dos tratamentos e do cavalete montado.
Simultaneamente à montagem do cavalete ocorreu o preparo da área,
que foi realizado com três operações: uma subsolagem, uma gradagem pesada e uma
gradagem leve (niveladora); deixando a gleba preparada para a abertura dos sulcos de plantio e
instalação enterrada das mangueiras de gotejo. Para esta última atividade foi utilizado um
sulcador duplo, que simultaneamente realiza a abertura de duas linhas de plantio com sulcos
duplos, a colocação da mangueira (Figura 3) e a adubação de base. O espaçamento utilizado
foi de 0,40 m entre sulcos e 1,80 m entre linhas gotejadoras.
Figura 3. Vista do sulcador e operação de abertura dos sulcos, instalação das mangueiras e
adubação de plantio.
A adubação de plantio foi realizada, aplicando-se 180 kg ha-1 de P na
forma de superfosfato simples no sulco de plantio (Figura 3). Com o implemento devidamente
regulado iniciaram-se os trabalhos de abertura dos sulcos. Junto à abertura dos sulcos foram
colocados rolos de 700 m da mangueira gotejadora autocompensada DRIPNET PC 22135 FL
17
vazão de 1,0 L h-1, à profundidade de 25 cm. Utilizou-se um controlador NMC-64 para o
manejo de fertirrigação.
Após a abertura dos sulcos, foram feitas valas com um metro de
profundidade entre as parcelas experimentais para a passagem das tubulações da linha principal e
das linhas secundárias. A operação foi realizada com uma máquina escavadeira. Com as valas
abertas, os canos com 32 mm de diâmetro das linhas principais foram colados até chegarem as
suas respectivas divisões com as linhas secundárias de 25 mm de diâmetro (Figura 4).
Com as linhas secundárias já devidamente posicionadas foram feitas as
perfurações nas mesmas com a finalidade de conectá-las às respectivas mangueiras gotejadoras.
Imediatamente após este procedimento, a região entorno às perfurações foi lixada para retirada
de algumas imperfeições resultantes da operação de perfuração. Nestes furos foram colocadas
peças denominadas “chicotes” que ligam as linhas secundárias às mangueiras gotejadoras.
Figura 4. Vista das valas com a linha principal e divisão da mesma
Figura 5. Conexão dos “chicotes” às mangueiras gotejadoras e trabalhadores fechando as
valas.
18
Após a colocação de todos os chicotes e da conexão destes às
mangueiras realizou-se o fechamento das valas e a cobertura da tubulação. Para evitar o
trânsito de maquinário e conseqüentes danos aos equipamentos e aos sulcos já abertos, esta
operação foi realizada por trabalhadores somente com o auxílio de enxadas (Figura 5).
Com as valas fechadas realizou- se o plantio do experimento com a
variedade SP80-32080. Primeiramente foi feito o descarte de mudas cujas gemas
apresentavam problemas. Posteriormente as mudas foram espalhadas nos sulcos de forma
“cruzada” e no sentido denominado “pé com ponta” (parte basal em contato com a parte apical
da muda seguinte), com a densidade de 15 gemas m-1, e por último as mesmas foram picadas e
recobertas (Figura 6). Após o plantio, procedeu-se a cobertura e à verificação e o conserto dos
vazamentos e interrupções no sistema (Figura 7).
Figura 6. Plantio do experimento e trabalhador picando as mudas.
Figura 7. Fechamento dos sulcos e perfuração em mangueira gotejadora.
19
O experimento foi adubado com doses 220 e 130 Kg ha-1 de K2O na
forma de cloreto de potássio no plantio e nas soqueiras respectivamente, durante o período
2006-2008. Neste estudo avaliou-se a segunda soqueira de cana.
2.3 Descrição do “Software” APSIM®
APSIM (Agricultural Production System sIMulator) (MCCOWN et al.,
1996) é um sistema de “software” que permite realizar simulações de cenários de produção
agrícola.
A seqüência resumida do processo de simulação segue os seguintes
passos: Ajuste do início e do fim da simulação; elaboração do arquivo de clima com banco de
dados de 16 anos da estação experimental de Jaú com radiação, temperaturas máxima e
mínima e precipitação; preenchimento das características físicas e químicas do Argissolo
eutrófico; preenchimento dos dados de adubação no módulo “fertilizer”; do manejo da cultura;
do manejo da irrigação; estabelecimento das variáveis de saída do módulo “output”; execução
da simulação e leitura e interpretação dos resultados simulados (estimados).
20
3. PRODUTIVIDADE E ATRIBUTOS TECNOLÓGICOS EM SOQUEIRA DE CANA-DEAÇÚCAR COM DIFERENTES DOSES DE N-FERTILIZANTE, IRRIGADA POR
GOTEJAMENTO SUBSUPERFICIAL
1 RESUMO
Objetivou-se neste trabalho, comparar a utilização de água e de N-Fertilizante em soqueira de
cana de açúcar nos manejos irrigados e de sequeiro; e verificar o potencial de produção da soqueira de
cana-de-açúcar com diferentes doses de N-fertilizante no manejo irrigado por gotejamento
subsuperficial. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições
para cada experimento, sendo os tratamentos: T1 (Irrigado sem dose de nitrogênio (N)), T2 (irrigado
com dose de 70 kg ha-1 de N), T3 (irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N), T4 (irrigado com dose de
210 kg ha-1 de N), T5 (não irrigado sem dose de N) e T6 (não irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N);
todas as doses de N foram aplicadas na forma de Uréia. Para avaliar a produtividade da cultura foi
realizado análise de variáveis biométricas, tecnológicas, biomassa seca e produtividade. Os resultados
evidenciaram que o sistema de irrigação em conjunto com a aplicação de N-fertilizante (140 kg ha-1),
proporcionaram diferenças significativas para acúmulo de matéria seca de colmos e da parte aérea, para
produtividade de colmos por hectare (TCH) e produtividade de açúcar por hectare (TPH), sendo 126,
94, 105 e 106% maior, quando comparadas com a testemunha (sem N-fertilizante e sem irrigação).
Adicionalmente obtiveram-se efeitos quadráticos significativos das doses de N com relação à fitomassa
do colmo e da parte aérea, à TCH, TPH e ao índice Spad. Houve efeito positivo sinérgico da
fertirrigação na produtividade e nos atributos tecnológicos. A soqueira de cana irrigada obteve
produtividade máxima com a dose de 140 kg ha-1 de N-fertilizante.
Palavras-Chave: fertirrigação, nitrogênio, Sacharum spp.
21
2 ABSTRACT
PRODUCTIVITY AND TECHNOLOGICAL ATTRIBUTES IN SUGARCANE RATOON
WITH DIFFERENT DOSES OF N-FERTILIZER, SUBSURFACE DRIP-IRRIGATED.
The aim of this study was to compare the use of water and N-fertilizer on ratoon sugarcane soil
management in irrigated and rainfed conditions, and to assess the production potential of ratoon cane
sugar with different doses of N-fertilizer on management for subsurface drip-irrigated. The
experimental design was a randomized block design with four replications for each experiment, and the
treatments: T1 (Irrigated without dose of nitrogen (N)), T2 (irrigated with a dose of 70 kg ha-1 N) T3
(irrigated with a dose of 140 kg ha-1 N), T4 (irrigated with a dose of 210 kg ha-1 N), T5 (non-irrigated
without N rate) and T6 (non-irrigated with a dose of 140 kg ha-1 N), all doses of N as urea. To assess
the yield held biometric analysis of variables, technology, biomass and yield. The results showed that
the irrigation system in conjunction with the application of N-fertilizer (140 kg ha-1) had significant
differences in dry matter accumulation of stems and shoots, for cane yield per hectare (TCH) and
productivity of sugar per hectare (TPH), being 126, 94, 105 and 106% higher when compared with the
control (without N-fertilizer and no irrigation). Additionally we obtained significant quadratic effects
of N rates with respect to the biomass of stem and shoot, the TCH, TPH and content Spad. There was a
positive synergistic effect of fertigation on yield and attributes. The ratoon cane responded better to the
dose of 140 kg ha-1 N-fertilizer.
Keywords: TCH, TPH, fertigation, urea.
22
3 INTRODUÇÃO
Com a iminência da mudança climática mundial, muitos dos conceitos das cadeias produtivas,
têm sido revistos; um deles é a fonte energética utilizada para as diversas atividades do homem.
Desenvolver fontes renováveis, não é mais um sonho ecológico e sim uma necessidade real, não só do
ponto de vista energético, mas numa variada gama de produtos que continuam ligados a fontes fósseis.
É por isso que a cana-de-açúcar ou atualmente melhor definida como cana bioenergética, aparece como
alternativa na busca da sustentabilidade. Aumentos na produtividade de cana-de-açúcar e na qualidade
(conteúdo de açúcar) são extremamente procurados. A quantidade de cana-de-açúcar produzida, a
extensão de terra plantada, o valor dessa produção e, por conseguinte a participação no produto interno
bruto (PIB) nacional vem aumentando vertiginosamente a cada nova safra.
Em 2007, o Brasil ampliou sua produção de cana-de-açúcar em 15,1%, em relação ao ano
anterior, alcançando 549 milhões de toneladas. Além do incremento da produção, a crescente demanda
por álcool nos mercados interno e externo influenciou no preço do produto, levando a um crescimento
de R$ 3,8 bilhões (29%) no valor da produção, que atingiu quase R$ 19 bilhões em 2007. A área
também vem crescendo nos últimos anos, ultrapassando os 7 milhões de hectares em 2007. O Estado
de São Paulo (58,8% da safra nacional) teve um crescimento de 5,6% na produção, principalmente pela
incorporação de mais 200.000 ha ao processo produtivo, o que corresponde a um crescimento de 6,5%
em relação a 2005. Além disso, o Estado possui a maior produtividade média (81.936 kg ha-1), acima
da média nacional, que foi de 74.418 kg ha-1. A área colhida representa 12,79% do total nacional e o
valor da produção 20,82% (Ibge, 2009).
Dentre os tratos culturais mais importantes e mais discutidos está a adubação nitrogenada,
principalmente ao ser aplicada às poáceas das quais se espera que com o aumento do teor de nitrogênio
na planta haja uma resposta pronunciada na produção de fitomassa (Bolton & Brown, 1980). O
crescimento da cana-de-açúcar, num sentido amplo, é determinado por esse aumento de massa material
seco, assim como, pelo o aumento em altura (Dillewijn, 1952).
23
Thorburn et al. (2003) estudaram a importância da fertirrigação com N-fertilizante em quatro
ciclos de produção (cana planta e três soqueiras), concluindo que a produtividade de colmos e de
açúcar responde à adubação nitrogenada via fertirrigação. Wiedenfeld (1995) também estudou o efeito
da irrigação e da adubação com N-fertilizante na qualidade e produtividade da cana-de-açúcar em três
ciclos de produção (cana planta e duas soqueiras), concluindo que a produtividade da cana-de-açúcar
responde à adubação nitrogenada, principalmente em soqueiras e que as maiores respostas estão
relacionadas com maiores níveis de irrigação. Ng Kee Kwong et al. (1999) estudaram fertirrigação
subsuperficial com doses de nitrogênio, concluindo que com uso da fertirrigação é possível reduzir em
até 30% os valores da adubação nitrogenada sem queda significativa da produtividade da cana-deaçúcar, como conseqüência da melhor distribuição do fertilizante ao longo do ciclo da cultura. Faroni
(2008), chegou à conclusão de que há efeito significativo das doses de N aplicadas no ciclo da canasoca quando comparadas com a produção de fitomassa seca da parte aérea e, por conseguinte, na
produtividade de colmos e de açúcar. Entretanto Suguitane (2006) não constatou grandes aumentos na
produtividade com as cultivares R570, RB72454, NCo376 e SP83-2847, utilizando irrigação por
aspersão quando comparada com a testemunha não irrigada, usando apenas uma dose de N-fertilizante.
Portanto os objetivos deste trabalho foram: Comparar a utilização de água e de N-Fertilizante
em soqueira de cana de açúcar nos manejos irrigados e de sequeiro; e verificar o potencial de produção
da soqueira cana-de-açúcar com diferentes doses de N-fertilizante no manejo irrigado por gotejamento
subsuperficial.
4 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado no dia 26 de setembro de 2008 e teve duração de 360 dias, na
Unidade de Pesquisa e Desenvolvimento de Jaú/SP, da APTA Pólo Centro-Oeste/SAA, localizada na
latitude de 22º17’ S (-22,283), e longitude 48º 34’ W(-48,567) e altitude média de 580 m. O solo da
área é Argissolo eutrófico, que apresentou na camada de 0-25 cm: pH (CaCl2) 5,2; P (resina) 19,0 mg
24
dm-3; K 0,9 mmolc dm-3; Ca 27,0 mmolc dm-3; Mg 4,0 mmolc dm-3; CTC 105,0 mmolc dm-3; V (%) 66;
e composição em areia, silte e argila de 660, 70, 270 g kg-1, respectivamente.
Avaliou-se neste estudo o terceiro ciclo produtivo (segunda soqueira) da cultivar SP80-3280,
por apresentar as seguintes características agronômicas e tecnológicas: boa produtividade de canaplanta e soca, sendo 3 e 12% superior a SP79-1011, cultivar padrão de comparação; baixa redução de
produção de cana planta para cana soca, de apenas 6%, enquanto na RB72454 foi de 14%; crescimento
inicial vigoroso, perfilhamento intermediário com bom fechamento das entrelinhas; alto teor de fibra;
média exigência em fertilidade do solo; boa brotação de soqueira; sensibilidade média a herbicidas;
alto teor de sacarose; resistência ao mosaico, ao carvão à ferrugem e tolerância à presença da
escaldadura (Copersucar, 1997).
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições para
cada experimento, sendo os tratamentos: T1 (Irrigado sem dose de nitrogênio (N)), T2 (irrigado com
dose de 70 kg ha-1 de N), T3 (irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N), T4 (irrigado com dose de 210 kg
ha-1 de N), T5 (não irrigado sem dose de N) e T6 (não irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N); todas as
doses de N na forma de Uréia.
As parcelas constituíram-se de cinco sulcos de 30 metros de comprimento. Em todos os
tratamentos foi utilizado o plantio em linha dupla (plantio “em W” ou plantio em “abacaxi”), com
espaçamento de 1,80 m entre as linhas duplas. Nos tratamentos irrigados o tubo gotejador foi enterrado
a 25 cm de profundidade da superfície do solo, no meio da linha dupla conforme a Figura 1. O tubo
gotejador utilizado foi o DRIPNET PC 22135 FL vazão de 1,0 L h-1 possuindo gotejadores a cada 0,5
m.
25
Figura 1. Instalação dos tubos gotejadores nos tratamentos irrigados.
Por meio da contabilização do suprimento de água ao solo, pela chuva (P), e irrigação (I); e a
demanda atmosférica, pela evapotranspiração da cana
cana-de-açúcar
açúcar (ETC), com um nível máximo de
armazenamento ou capacidade de água disponível (CAD) de 100 mm, foi elaborada estimativa de
balaço hídrico decendial e calculada a deficiência hídrica (DEF), no ano agrícola de 2008-2009,
2008
empregando-se
se o método de Penman
Penman-Monteith
Monteith (Figura 2), a precipitação no período foi de 1740 mm e
a lâmina total aplicada nos tratamentos irrigados foi de 293 mm. O manejo da irrigação foi realizado
levando em consideração a ETC repondo 100% da lâmina evapotr
evapotranspirada
anspirada segundo uma bateria de
tensiômetros instalados nos experimento a 20, 40 e 60 cm de profundidade. Adicionalmente se
apresentam gráficos de parâmetros climáticos (Figura3).
26
Figura 2. Balanço hídrico de sequeiro no ano agrícola 2008 e 2009.
Figura 3. Balanço hídrico irrigado no ano agrícola 2008 e 2009.
27
A
B
Figura 4. (A): precipitação comparada entre a média de 13 anos e a do período. (B): radiação e
temperatura do ano agrícola 2008 e 2009.
28
Todos os tratamentos receberam uma dose de 180 kg ha-1 de P na forma de superfosfato
simples aplicado no plantio, 220 e 130 kg ha-1 de K2O na forma de cloreto de potássio no plantio e na
soqueira respectivamente. A aplicação de N e K nos tratamentos irrigados foi feita por fertirrigação
realizada ao longo do crescimento da cultura, e nos tratamentos não irrigados (sequeiro) foi realizada
no momento do plantio e após 30 dias, e 40 dias após o corte da soqueira (Figura 5).
Figura 5. Distribuição da adubação N, P e K, no ano agrícola 2008-2009.
4.1 Parâmetros biométricos avaliados
Antes da colheita final, foram avaliados os componentes de produção realizando medições do
comprimento dos colmos; do diâmetro com auxilio de um paquímetro digital, do numero de perfilhos
pela contagem dos mesmos; e do número de internódios. Nesta época também se realizaram leituras no
medidor portátil de clorofila SPAD-502 (Soil-Plant Analysis Development-502).
Para determinação da matéria seca da parte aérea foi realizada a colheita final manualmente em
1 m de linha, separando-se amostras de folhas secas, ponteiros e colmos. Nessas amostras, foi
determinada a biomassa. Todo o material foi triturado em picadora mecânica de forragem. Depois da
moagem e homogeneização de cada amostra úmida, retiraram-se subamostras que posteriormente
foram secadas em estufa de ventilação forçada, com temperatura de 62°C, até que a massa
29
permanecesse constante. Com esses resultados foi estimada a produção média de matéria seca de
colmo, ponteiro, folha seca e parte aérea (PA), em Mg ha-1.
4.2 Atributos tecnológicos
Na colheita foi realizada a determinação dos atributos tecnológicos, como: Pol, graus Brix, e
Fibra, selecionando 10 canas de cada parcela aleatoriamente, no Laboratório de Tecnologia da
Associcana (Associação dos Produtores de Cana da Região de Jaú), em Jaú. As amostras de cada
tratamento foram trituradas e homogeneizadas em betoneira. A extração do caldo foi feita por uma
prensagem, a 250 kgf cm-2 por 1 minuto, de 500 g de amostra desfibrada e homogeneizada. Pesou-se o
resíduo úmido (bolo úmido) resultante dessa prensagem e do caldo extraído analisaram-se Brix, Pol, e
Fibra (Consecana, 2003).
A produtividade de colmos, em tonelada de cana por hectare (TCH), foi obtida por meio da
relação proporcional com a área de cada parcela, considerando 5556 plantas ha-1. A tonelada de pol por
hectare (TPH) foi obtida pelo produto entre (TCH) e o Pol% da cana (PCC).
Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância, utilizando o teste F a 5% e para
as causas de variações significativas, foi aplicado o teste de significância de Tukey (p < 0,05), para a
comparação entre os tratamentos T1, T3, T5 e T6; e análise de regressão para os tratamentos T1, T2,
T3 e T4. Para as análises dos resultados foram utilizados os programas ASSISTAT® e Sigma Plot®.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Água e nitrogênio em cana-de-açúcar
Observa-se na Tabela 1 que não houve diferença significativa em todas as variáveis biométricas
quando comparadas entre si. Estes resultados diferem dos obtidos por Moura et al. (2005), que verificaram
diferenças significativas entre os tratamentos irrigados e não irrigados, com diferentes doses de adubação e
com os resultados obtidos por Dalri et al. (2008) que também obtiveram diferenças significativas
comparando os sistemas irrigados e de sequeiro. Isto pode ser explicado pela precipitação do ano agrícola
30
2008-2009 na região do estudo. Ao fazer o balanço hídrico observa-se que o déficit hídrico da cultura foi de
142 mm (Figura 2) e que a precipitação foi elevada nos messes de novembro a março, 1720 mm, quando
comparada com a média dos últimos 13 anos, 1500 mm (Figura 4a), justamente meses de maior
temperatura e radiação (Figura 4b), e consequentemente meses de maior desenvolvimento da cana-soca
(Faroni, 2008). Gava et al. (2001) estimaram o período de 60 a 210 DAC (dias após o corte) como sendo, o
de maior crescimento, chegando a acumular, neste intervalo, 81% da matéria seca. Neste experimento essas
datas representam o período de novembro a abril. Por isso provavelmente a cultura, neste ciclo, respondeu
menos ao fornecimento de água pelo sistema de irrigação. Embora não haja diferenças significativas
observa-se uma tendência positiva na resposta principalmente da altura dos colmos e do número de
perfilhos. O número de perfilhos apresentou valores elevados quando comparado com os resultados de
Almeida et al. (2008) que reportou valores médios de 13, 11, 9, 8 e 11 perfilho m-2, para as cultivares
RB92579, RB93509, SP79-1011, RB931530; isso pode ser explicado pelo sistema de plantio em “W”
(abacaxi) (Figura 1), que possui fileiras duplas, elevando a produtividade.
Tabela 1. Efeito da adubação nitrogenada e da irrigação nos parâmetros biométricos.
Tratamentos
Alturas
Diâmetros
Perfilhos
Internódios
(cm)
(mm)
(Nº.m-1)
(Nº)
T5
170,05 a
25 a
12 a
17 a
T1
162,52 a
25 a
18 a
18 a
T6
178,16 a
26 a
16 a
18 a
T3
184,36 a
27 a
18 a
19 a
CV (%)
16,03
11,95
21,12
11,36
T5 - sem nitrogênio e sem irrigação, T1 - sem nitrogênio e com irrigação, T6 - com nitrogênio e sem
irrigação, T3 - com nitrogênio e com irrigação. Medidas seguidas de uma ou mais letras em comum,
não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV: coeficiente de variação.
31
Verifica-se na Tabela 2 que não houve diferença significativa nos parâmetros tecnológicos
quando comparados entre si, demonstrando que o sistema de irrigação não reduz a qualidade da canade-açúcar conforme relatado por Moura et al. (2005).
Tabela 2. Efeito da adubação nitrogenada e da irrigação nos parâmetros tecnológicos.
Tratamentos
PCC
Fibra
Brix
Pol
(%)
T5
16,66 a
13,01 a
21,37 a
20,02 a
T1
17,25 a
13,65 a
22,36 a
20,97 a
T6
16,83 a
12,95 a
21,74 a
20,21 a
T3
16,29 a
13,60 a
21,44 a
19,79 a
CV (%)
3,23
3,01
2,25
3,06
T5 - sem nitrogênio e sem irrigação, T1 - sem nitrogênio e com irrigação, T6 - com nitrogênio e sem
irrigação, T3 - com nitrogênio e com irrigação. Medidas seguidas de uma ou mais letras em comum,
não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV: coeficiente de variação.
Faroni (2008) observou efeito significativo das doses de N aplicadas no ciclo da cana-soca
quando comparadas com a produção de fitomassa seca da parte aérea; entretanto os valores máximos
encontrados por ele com a cultivar SP81-3250, utilizando doses de 150 kg ha-1 de N, foram de 41,35
Mg ha-1, sendo o valor de 61,8 Mg ha-1, encontrado neste estudo, aproximadamente 50% maior, com a
dose de 140 kg ha-1 de N. Estes valores podem ser explicados pelo efeito sinérgico da adubação com
nitrogênio somada ao fornecimento adequado de água através do sistema de irrigação (aplicação de
293 mm). Já ao avaliar o ponteiro, a folha seca e a soma dos dois (P+FS), não houve diferença devido
ao elevado coeficiente de variação (CV), entretanto observa-se uma tendência positiva da resposta à
fertirrigação (Tabela 3).
32
Tabela 3. Efeito da adubação nitrogenada e da irrigação na produção de fitomassa seca.
Tratamentos
Colmos
Ponteiros
Folhas Secas
(C)
(P)
(FS)
P+FS
PA
(C+P+FS)
(Mg.ha-1)
T5
17,6 d
4,3 a
9,9 a
14,2a
31,8 b
T1
24,1 c
6,1 a
11,2 a
17,4a
41,4 b
T6
26,9 b
4,6 a
13,2 a
17,9a
44,8 b
T3
39,9 a
8,2 a
13,7 a
21,9a
61,8 a
CV (%)
14,8
34,8
31,6
27,0
15,0
T5 - sem nitrogênio e sem irrigação, T1 - sem nitrogênio e com irrigação, T6 - com nitrogênio e sem
irrigação, T3 - com nitrogênio e com irrigação. Medidas seguidas de uma ou mais letras em comum,
não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV: coeficiente de variação.
Pode-se observar na Tabela 4 que ambas as variáveis TCH e TPH responderam positivamente
à aplicação de N por meio do sistema de fertirrigação. A adubação com nitrogênio influencia
significativamente os rendimentos de colmo em áreas onde não há restrição hídrica (Moura Filho et al.,
2007).
O aumento da produtividade de colmos foi 66% superior quando comparado à média dos
tratamentos considerados como iguais pelo teste Tukey (T5, T1 e T6). Thorburn et al. (2003)
obtiveram produtividades de 65 Mg ha-1 no terceiro corte da cana e de 52 Mg ha-1 (25% menor)
utilizando fertirrigação e adubação de cobertura para aplicar 140 kg ha-1 de N, respectivamente. Estes
resultados indicam que a eficiência de absorção do nitrogênio é menor quando a aplicação do mesmo é
feita por cobertura (sem sistema de fertirrigação). A mesma tendência foi observada nas Ilhas
Maurícios avaliando sistemas de fertirrigação em cana-de-açúcar (Ng Kee Kwong & Deville, 1994).
Ao comparar com a testemunha sem irrigação e sem adubação o aumento foi de 71%, demonstrando a
importância da distribuição adequada do fornecimento de nitrogênio ao longo do ciclo da cultura.
33
Consequentemente, a TPH que é o resultado da TCH e do pol, também obteve a mesma
resposta sendo superior no tratamento fertirrigado (T3) em 45, 54 e 106% quando comparado com
tratamento só adubado (T6), só irrigado (T1) e com a testemunha (T5), respectivamente. Este resultado
possui uma tendência similar ao encontrado por Wiedenfeld (1995) que obteve aumentos de 39% em
cana-de-açúcar fertirrigada com 168 kg ha-1 de N.
O índice spad não teve diferenças significativas entre os tratamentos. Estudos mais completos
relacionados à compartamentalização do N na planta deverão ser feitos para avaliar a atividade
fotossintética através da concentração de clorofila.
De qualquer forma a irrigação só não pressupõe o aumento da produtividade, mas também de
outros fatores (não avaliados neste estudo) que possivelmente resultarão em benefícios como a maior
longevidade das soqueiras, redução: de preparo do solo e plantio, dos tratos culturais (Santos et al. 2006),
e em aumentos na mineralização do N que poderia ser perdido.
Tabela 4. Efeito da adubação nitrogenada e da irrigação nos parâmetros produtivos.
Tratamentos
TCH
TPH
Spad
(Mg.ha-1)
T5
64,72 b
10,8 b
33,33 a
T1
83,61 b
14,4 b
32,82 a
T6
91,3 b
15,3 b
35,36 a
T3
132,8 a
22,3 a
37,48 a
CV (%)
14,9
10,48
4,81
T5 - sem nitrogênio e sem irrigação, T1 - sem nitrogênio e com irrigação, T6 - com nitrogênio e sem
irrigação, T3 - com nitrogênio e com irrigação. Medidas seguidas de uma ou mais letras em comum,
não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV: coeficiente de variação.
Segundo Gava et al. (2002), o fornecimento adequado de água contribuiu para o aumento da
mineralização bruta da matéria orgânica, elevando a disponibilidade de N no solo. Neste trabalho os
autores verificaram em um Latosolo vermelho na camada de 0-10 cm, uma taxa de mineralização bruta
34
de 0,31 e 2,04 mg kg-1 dia-1 de N, para teor de água do solo de 9% e 28% (m/m) respectivamente. A
disponibilidade de água no solo é uma variável de extrema importância, pois afeta a diversidade, a
sobrevivência, o movimento e a atividade dos microorganismos (Lynch, 1986).
5.2 Doses de nitrogênio em cana-de-açúcar irrigada
Nos resultados das variáveis biométricas só ocorreu efeito significativo da adubação
nitrogenada na altura de plantas (Tabela 5). Dantas et al. (2006) encontraram respostas similares,
obtendo resultados não significativos para as variáveis: diâmetro e número de internódios e
significativos para altura de plantas, com doses de 44 e 157 kg ha-1 de N obtiveram valores de 170 e
204 cm respectivamente.
Tabela 5. Parâmetros biométricos da cana-de-açúcar avaliados em função das doses de N aplicadas.
Tratamentos de N
Alturas
Diâmetros
Perfilhos
Internódios
kg ha-1
(cm)
(mm)
(Nº.m-1)
(Nº)
0
162,52
25
18
16,7
70
162,76
26
18
18,0
140
184,36
27
18
18,0
210
212,03
28
18
18,7
Média
180,42
26
18
17,85
CV (%)
15,66
9,56
20,45
13,41
F – reg. 1º grau
8,98*
2,96 ns
0,00 ns
1,24 ns
R2
0,39
-
-
-
F – reg. 2º grau
5,14*
0,00 ns
0,07 ns
0,07 ns
0.44
-
-
-
2
R
* significativo a 5% de probabilidade, ns - não significativo, R2 coeficiente de determinação.
Foi observada uma resposta quadrática similar à aplicação de N, via sistema de irrigação
subsuperficial, por Wiedenfeld e Enciso (2008) obtendo valores de 165 e 170 cm para doses de 60 e
35
140 kg ha-1 de N. O efeito da adubação nitrogenada também foi estudado por Wiedenfeld, (1995)
estabelecendo que o crescimento das plantas, é dependente da quantidade de N, pois este compõe a
molécula de clorofila, que é responsável pela taxa fotossintética e pelo acúmulo de fotossintetatos, que
derivam em crescimento celular.
Observa-se na Tabela 6 o efeito da adubação com N, na Pol e, por conseguinte no PCC. Efeito
quadrático também foi observado por Dantas et al. (2006) na Pol. Verifica-se que a elevação das doses de
nitrogênio afeta a compartamentalização dos fotoassimilados produzidos pela planta; até certo ponto o
suprimento de N faz com que a cana cresça e tenha mais capacidade para produzir carboidratos (Korndörfer
e Martins, 1992), porém mantendo-se doses elevadas, estas podem continuar estimulando o crescimento e
não a transformação e concentração de açúcares no colmo (comportamento quadrático).
Tabela 6. Parâmetros tecnológicos da cana-de-açúcar avaliados em função das doses de N aplicadas.
Tratamentos de N
PCC
Fibra
kg ha-1
Brix
Pol
(%)
0
17,3
13,7
22,4
21,0
70
17,1
13,1
22,3
20,6
140
16,3
13,6
21,4
19,8
210
16,6
13,6
22,00
20,1
Média
16,8
13,5
22,0
20,37
CV (%)
2,90
5,41
1,97
2,83
F – reg. 1º grau
6,50*
0,05 ns
3,98 ns
6,51*
R
0,32
-
-
0,32
F – reg. 2º grau
0,54 ns
0,63 ns
2,10 ns
3,88*
R2
-
-
-
0,37
2
* significativo a 5% de probabilidade, ns - não significativo, R2 coeficiente de determinação.
Não houve efeito no conteúdo de fibra e Brix, estes resultados concordam com os obtidos por
Faroni (2008), Franco (2008) e Bologna-Campbell (2007) em sistema de cana de sequeiro.
36
Houve efeito pronunciado da adubação com relação à produção de fitomassa seca de colmos e
PA (Tabela 7). Bologna-Campbell (2007) também observou valores superiores relacionados
diretamente com a quantidade de nitrogênio fornecida à cultura, sendo 56% superior na massa de
matéria seca da parte aérea, comparando a doses de 120 kg ha-1 com o tratamento sem nitrogênio.
Neste estudo obtiveram-se valores muito próximos (55%). Faroni (2008) obteve também relação
quadrática e linear da adubação com N e o acúmulo de massa seca na parte aérea (PA) e no colmo (C).
Observa-se na Figura 6 e 7 o efeito quadrático (R2 0,65 e 0,75) para o acúmulo de fitomassa seca na
PA e do colmo. Uma das funções do nitrogênio nas plantas é aumentar a multiplicação e a
diferenciação celular (Taiz e Zeiger, 2004), estes processos fisiológicos estão diretamente relacionados
com o aumento da matéria seca da planta até o nível em que mesmo com aumento no fornecimento de
N não se observam respostas, também chamado de consumo de luxo (Muchow et al. 1996)
(comportamento quadrático).
Tabela 7. Produção de fitomassa seca da cana-de-açúcar em função das doses de N aplicadas.
Colmos
Ponteiros
Folhas Secas
(C)
(P)
(FS)
P + FS
PA
Tratamentos de N
kg ha-1
(C+P+FS)
(Mg.ha-1)
0
24,1
6,1
11,2
17,4
41,4
70
25,7
8,8
14,8
21,5
49,3
140
39,9
8,2
13,7
21,9
61,8
210
39,8
7,8
16,4
24,2
64,1
Média
32,4
7,7
14,1
21,2
54,2
CV (%)
11,5
41,5
23,7
24,0
12,6
F – reg. 1º grau
37,92*
0,59 ns
4,82 ns
3,45ns
23,84*
R
0,73
-
-
0,20
0,63
F – reg. 2º grau
1,3 *
0,52 ns
2,26 ns
1,68*
12,00*
R2
0,75
-
-
0,21
0,65
2
* significativo a 5% de probabilidade, ns - não significativo, R2 coeficiente de determinação.
37
Ao somar a massa seca do ponteiro e da folha seca (P+FS) se obteve efeito quadrático
significativo. Ao aumentar o valor da massa seca da variável, se diminuiu o coeficiente de variação
(CV). Estes resultados são coerentes pois a adubação nitrogenada propicia aumento no acúmulo de
biomassa.
80
2
-1
PA (Mg.ha )
70
Y=40,7888+0,1800*x+-0,0003*x
2
R =0,65*
* significativo p<0,05
60
50
40
30
0
50
100
150
200
-1
Dose de N-fertilizante (kg.ha )
Figura 6. Massa seca da parte aérea (PA) relacionada com doses de N - Fertilizante.
50
Y=23,1582+0,1303*x+-0,0002*x2
R2=0,75*
* significativo p<0,05
-1
Massa seca Colmo (Mg.ha )
45
40
35
30
25
20
0
50
100
150
-1
Dose de N-fertilizante (kg.ha )
Figura 7. Massa seca do colmo relacionada com doses de N - Fertilizante.
200
38
Os três valores mostrados na Tabela 8, apresentaram efeito positivo das doses de nitrogênio.
Os valores de TCH são coerentes com Doorembos e Kassam, (1979) que consideram como bons
rendimentos acima de 100 Mg ha-1 em áreas irrigadas. Observa-se na tabela 8 que o maior valor de
TCH foi obtido com a doses de 140 kg ha-1 e que adicionalmente o valor obtido com a dose de 70 kg
ha-1, 97,5 Mg ha-1 é superior ao valor de 91,3 Mg ha-1 obtido com a adubação de cobertura (Tabela 4),
evidenciando assim a eficiência do uso do nitrogênio aplicado via fertirrigação. Ng Kee Kwong et al.
(1999) reportaram comportamentos similares quando comparadas adubações de 80 e 120 kg ha-1 via
fertirrigação e cobertura respectivamente. Wiedenfeld (2000) mostrou comportamento quadrático da
TCH e TPH a partir da segunda soca com valores máximos de 140,7 kg ha-1 e 136,8 kg ha-1 de N para
produtividades de 78 e 10 Mg ha-1 de TCH e TPH respectivamente (Figura 8 e 9). Resultados
semelhantes para TCH também foram reportados na literatura (Bolgna-Campbell, 2007; Dantas et al.,
2006; Faroni, 2008; Korndörfer et al., 1997; Vitti et al., 2007) em sistemas de sequeiro. Segundo
Demateê (2009) a produtividade média para Jaú -SP no ano agrícola 2006-2007 foi de 82 Mg ha-1 para
cana adubada com 75 kg ha-1 de N.
Estes resultados indicam que o N injetado por sistema de gotejamento em diversas doses
menores ao longo do tempo, pode aumentar a eficiência de utilização do N-fertilizante quando
comparado com uma única aplicação em faixas (Figura 5), e que a necessidade de nutrientes da cultura
pode ser maior do que se pensava anteriormente (Wiedenfeld e Enciso, 2008).
Observa-se na Tabela 8 e na Figura 10 a resposta linear positiva do índice Spad à adubação
nitrogenada. Segundo Piekielek et al. (1995), a estimativa do teor de clorofila na folha é utilizada para
predizer o nível nutricional de nitrogênio nas plantas, devido ao fato da quantidade desse pigmento
correlacionar-se positivamente com o teor de N na planta.
39
Tabela 8. Produção de colmos (TCH) e de açúcar (TPH) por hectare, e leitura Spad em função das
doses de N aplicadas.
TCH
TPH
Spad
Tratamentos de N
kg ha-1
(Mg.ha-1)
0
83,6
14,4
32,82
70
97,5
16,7
34,44
140
132,8
22,3
35,95
210
130,4
21,6
37,49
Média
111,1
18,8
35,17
F – reg. 1º grau
30,7*
25,5*
19,0*
r2
0,69
0,65
0,58
F – reg. 2º grau
16,4 *
14,26 *
8,8 *
2
0,72
0,69
r
0,58
2
* significativo a 5% de probabilidade, ns - não significativo, R coeficiente de determinação.
Estes dados estão de acordo com Argenta et al. (2001), que afirmam que a leitura realizada
com clorofilômetro estima com boa precisão o teor de clorofila nas folhas de milho, sendo eficiente
este parâmetro para separar plantas com deficiência e com nível adequado desse nutriente. Portanto
observa-se como plantas adubadas com maior quantidade de N apresentam provavelmente maior
conteúdo de clorofila e por isso maior produtividade de fotoassimilados, de TCH e de TPH conforme
verificado na Tabela 8.
40
160
2
Y=80,6662+0,4251*x+-0,0008*x
2
R =0,72*
* significativo p<0,05
-1
TCH (Mg.ha )
140
120
100
80
60
0
50
100
150
200
-1
Dose de N-fertilizante (kg.ha )
Figura 8. Produtividade de colmos (TCH) da cana-de-açúcar relacionada com doses de N.
26
2
Y=13,9475+0,0713*x+-0,0002*x
2
24
R =0,69*
* significativo p<0,05
-1
TPH (Mg.ha )
22
20
18
16
14
12
0
50
100
150
200
-1
Dose de N-fertilizante (kg.ha )
Figura 9. Produtividade de açúcar (TPH) da cana-de-açúcar relacionada com doses de N.
41
38
-6
2
Y=32,8278+0,0230*x+-3,9328E *x
2
R =0,58*
37
Indice SPAD
* significativo p<0,05
36
35
34
33
32
0
50
100
150
200
-1
Dose de N-fertilizante (kg.ha )
Figura 10. Índice Spad relacionado com doses de N.
6 CONCLUSÕES
Houve efeito positivo da irrigação e da adubação na produtividade e nos atributos da cana-deaçúcar, principalmente quando aplicados em conjunto (efeito sinérgico). Em anos agrícolas com pouco
déficit hídrico o papel mais importante do sistema de irrigação é distribuir uniformemente a adubação
ao longo do ciclo, podendo reduzir as quantidades utilizadas. A soqueira de cana respondeu melhor à
dose de 140 kg ha-1 de N-fertilizante, obtendo na maioria dos casos resultados melhores ou
semelhantes aos obtidos com doses maiores.
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45
4. ESTIMATIVA DO ACÚMULO DE FITOMASSA DA SOQUEIRA DE CANA UTILIZANDO
MODELO DE SIMULAÇÃO NOS MANEJOS: IRRIGADO E DE SEQUEIRO COM
DIFERENTES DOSES DE N-FERTILIZANTE
1 RESUMO
Com o papel fundamental que a indústria canavieira exerce no âmbito nacional, é de vital
importância saber como a quantidade e a qualidade de matéria prima produzida é afetada pelo clima,
pelos tratos culturais e pela região. Entretanto, nem sempre é possível obter dados reais, por várias razões,
tempo, custo, dificuldade de acesso, entre outros. Como resposta surgem os modelos de simulação.
Assim, este trabalho teve como objetivos: utilizar e validar um modelo de simulação de crescimento de
cana-de-açúcar e realizar estimativas (simulações) de acúmulo da biomassa e produtividade em soqueira
de cana, nos manejos irrigados e de sequeiro com diferentes doses de N-fertilizante. O experimento foi
conduzido no campo num solo Argissolo eutrófico no município de Jau-SP, com 6 tratamentos: T1
(Irrigado sem dose de nitrogênio (N)), T2 (irrigado com dose de 70 kg ha-1 de N), T3 (irrigado com dose
de 140 kg ha-1 de N), T4 (irrigado com dose de 210 kg ha-1 de N), T5 (não irrigado sem dose de N) e T6
(não irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N); todas as doses de N foram aplicadas na forma de Uréia.
Foram realizadas comparações de produtividade da cultura, toneladas de cana por hectare (TCH),
toneladas de açúcar por hectare (TPH), peso da matéria seca da parte aérea (PA) e do colmo (C). Para
fazer as simulações foi utilizado o Programa APSIM® (Sistema simulador de produção agrícola). O
modelo APSIM pode predizer, com uso de modelagem, a produtividade da cana-de-açúcar, tendo como
base de dados um registro confiável e duradouro de elementos climáticos, biométricos e de manejo. As
curvas de acúmulo de biomassa seguiram a tendência sigmoidal característica e evidenciaram o efeito
positivo da irrigação e da adubação nitrogenada.
Palavras-Chave: APSIM, Saccharum spp., irrigação, nitrogênio, modelagem.
46
2 ABSTRACT
ESTIMATE OF ACCUMULATION OF BIOMASS RATOON CANE USING SIMULATION
MODEL IN MANAGEMENTS: IRRIGATED AND RAINFED WITH DIFFERENT DOSES OF
N-FERTILIZER
With the key role that the sugar cane industry has on the national level is vital to know how the
quantity and quality of raw material produced is affected by climate, the cultural practices and the
region. However it is not always possible to obtain real data, for several reasons, time, cost, difficulty
of access, among others. How come the response simulation models. So this study aimed to: use and
validate a simulation model of growth of cane sugar and make estimates (simulations) of accumulation
of biomass and productivity of ratoon cane, the managements irrigated and rainfed conditions with
different doses of N fertilizer. The experiment was carried in a Podzolic soil nourished the city of JauSP, with 6 treatments: T1 (Irrigated without dose of nitrogen (N)), T2 (irrigated with a dose of 70 kg
ha-1 N), T3 (irrigated with a dose of 140 kg ha-1 N), T4 (irrigated with a dose of 210 kg ha-1 N), T5
(non-irrigated without N rate) and T6 (non-irrigated with a dose of 140 kg ha-1 N), all doses of N as
urea. Comparisons were made of crop productivity, tons of cane per hectare (TCH), tons of sugar per
hectare (TPH), dry weight of shoot (PA) and stem (C). To make the simulations we used the program
Apsim ® (Agricultural Production System sIMulator). The model Apsim can predict through modeling
the productivity of cane sugar, based on data from a reliable and lasting record of climatic elements,
features and management. The curves of biomass accumulation followed the sigmoidal characteristic
trend and show the positive effect of irrigation and nitrogen fertilization.
Keywords: Apsim, Saccharum spp., Irrigation, nitrogen, modeling.
47
3 INTRODUÇÃO
A indústria canavieira exerce hoje um papel fundamental na economia nacional, O
fornecimento de matéria prima em níveis e freqüências adequadas é imprescindível para otimizar o uso
das infra-estruturas disponíveis. Portanto, é de vital importância saber como a quantidade e a qualidade
produzidas são afetadas pelo clima, pelos tratos culturais e pela região, e a partir dessas informações
fazer predições de safra para aperfeiçoar os processos envolvidos.
A água e o nitrogênio exercem papéis fundamentais no desenvolvimento vegetal. A água como
constituinte do 70% da massa dos vegetais, como doador de elétrons para o processo de fotossíntese e
como reguladora da abertura estomática nas plantas, entre outras (Taiz e Zeiger, 2004); o nitrogênio
por sua vez é parte fundamental dos aminoácidos, bases químicas das proteínas (David et al. 2008). A
cana-de-açúcar, por ser uma poácea de mecanismo fotossintético C4, responde à adubação nitrogenada
e ao fornecimento de água. Thorburn et al. (2003), Wiedenfeld (1995) e Ng Kee Kwong et al. (1999)
estudaram a importância da fertirrigação com N-fertilizante na produtividade da cana-de-açúcar.
Nem sempre é possível obter dados reais, por várias razões, tempo, custo, dificuldade de
acesso, entre outros. Como resposta surgem os modelos de simulação, que são programas de
computador que fornecem para os pesquisadores, engenheiros e técnicos, ferramentas valiosas, que
ajudam na tomada de decisões sem a necessidade de implementar o experimento e esperar pelo seu
ciclo. Além disso, propiciam a possibilidade de prever situações futuras, gerando decisões que podem
resultar em menores custos e maiores produtividades (Hamid e Abdullah, 2008). Estudos recentes
mostram a importância da modelagem em cana-de-açúcar, Gouvêa et al. (2008), simulou condições de
produtividade para o município de Piracicaba-SP, avaliando a mudança climática para os anos 2020,
2050 e 2080, obtendo valores de produtividade real de 12, 32 e 47% superiores à condição atual,
respectivamente. Entretanto os modelos de simulação devem ser avaliados e validados, com dados
reais, estabelecendo as similaridades entre eles (Martin et al. 2007).
48
Vários estudos foram feitos para validar o uso do modelador Apsim, como ferramenta na
estimativa de crescimento de cana-de-açúcar e da produtividade da mesma (Asseng et al., 1998;
Cheeroo-Nayamuth, 1998; Probert et al., 1998; Cheeroo-Nayamuth et al., 2000; O’Leary, 2000;
Thorburn et al., 2001).
No crescimento da cana-de-açúcar, segundo Machado (1987), existem três fases perfeitamente
caracterizadas: uma fase inicial de crescimento lento; uma fase de crescimento rápido em que 70% a
80% de toda matéria seca é acumulada, e uma última fase na qual o crescimento é novamente lento
acumulando cerca de 10% da matéria seca total.
Uma possível interpretação fisiológica dessas diferentes fases de crescimento poderia ser que a
cana-de-açúcar, no início, depende de reservas do rizoma para a síntese dos tecidos que compõem os
perfilhos. Após a emergência das folhas, os processos anabólicos, dependentes da fotossíntese, se
traduzem por um rápido crescimento, atingindo o estádio de maturação e, posteriormente, a planta
inicia uma fase de senescência, refletindo na paralisação da produção de matéria orgânica (Gava,
1999). Essas três fases de crescimento de matéria seca da cana-de-açúcar, representadas graficamente,
formam uma curva de característica sigmoidal (Silveira, 1985; Brzesowsky, 1986; Alvarez, 1998;
Suguitani, 2006; Vitti et al., 2008).
Diante do exposto o objetivo deste trabalho foi: utilizar e validar um modelo de simulação de
crescimento de cana-de-açúcar; realizar estimativas (simulações) de acúmulo da biomassa e
produtividade em soqueira de cana, nos manejos irrigados e de sequeiro com diferentes doses de Nfertilizante.
4 MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado no dia 26 setembro de 2008 e teve duração de 360 dias na Unidade
de Pesquisa e Desenvolvimento de Jaú/SP, da APTA Pólo Centro-Oeste/SAA, localizada na latitude de
22º17’ S (-22,283), e longitude 48º 34’ W(-48,567) e altitude média de 580 m. O solo da área é
49
Argissolo eutrófico, que apresentou na camada de 0-25 cm: pH (CaCl2) 5,2; P (resina) 19,0 mg dm-3; K
0,9 mmolc dm-3; Ca 27,0 mmolc dm-3; Mg 4,0 mmolc dm-3; CTC 105,0 mmolc dm-3; V (%) 66; e
composição em areia, silte e argila de 660, 70, 270 g kg-1, respectivamente.
Avaliou-se neste estudo o terceiro ciclo produtivo (segunda soqueira) da cultivar SP80-3280,
por apresentar as seguintes características agronômicas e tecnológicas: boa produtividade de canaplanta e soca, sendo 3 e 12% superior a SP79-1011, variedade padrão de comparação; baixa redução de
produção de cana planta para cana soca, de apenas 6%, enquanto na RB72454 foi de 14%; crescimento
inicial vigoroso, perfilhamento intermediário com bom fechamento das entrelinhas; alto teor de fibra;
média exigência em fertilidade do solo; boa brotação de soqueira; sensibilidade média a herbicidas;
alto teor de sacarose; resistência ao mosaico, carvão e ferrugem; tolerância à presença da escaldadura
(Copersucar, 1997).
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições para
cada experimento, sendo os tratamentos: T1 (irrigado sem dose de nitrogênio (N)), T2 (irrigado com
dose de 70 kg ha-1 de N), T3 (irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N), T4 (irrigado com dose de 210 kg
ha-1 de N), T5 (não irrigado sem dose de N) e T6 (não irrigado com dose de 140 kg ha-1 de N); todas as
doses de N-fertilizante na forma de Uréia.
As parcelas constituíram-se de cinco sulcos de 30 metros de comprimento. Em todos os
tratamentos foi utilizado o plantio em linha dupla (plantio “em W” ou plantio em “abacaxi”), com
espaçamento de 1,80 m entre as linhas duplas. Nos tratamentos irrigados o tubo gotejador foi enterrado a
20 cm de profundidade da superfície do solo, no meio da linha dupla conforme a Figura 1. O tubo
gotejador utilizado foi o DRIPNET PC 22135 FL vazão de 1,0 L h-1 possuindo gotejadores a cada 0,5 m.
50
Figura 1. Instalação dos tubos gotejadores nos tratamentos irrigados.
Todos os tratamentos receberam uma dose de 180 kg ha-1 de P na forma de superfosfato
simples aplicado no plantio, 220 e 130 kg ha-1 de K2O na forma de cloreto de potássio no plantio e na
soqueira respectivamente. A aplicação de N e K nos tratamentos irrigados foi feita por fertirrigação
realizada ao longo do crescimento da cultura, e nos tratamentos não irrigados (sequeiro) foi realizada
no momento do plantio e após 30 dias, e 40 dias após o corte da soqueira (Figura 2).
Figura 2. Distribuição da adubação N, P e K, no ano agrícola 2008
2008-2009.
51
4.1 Dados de acúmulo de matéria seca e de produtividade
Para determinação da matéria seca da parte aérea foi realizada a colheita final manualmente em
1m de linha, separando-se amostras de folhas secas, ponteiros e colmos. Nessas amostras foi
determinada a biomassa. Todo o material foi triturado em picadora mecânica de forragem. Depois da
moagem e homogeneização de cada amostra úmida, retiraram-se subamostras que posteriormente
foram secadas em estufa de ventilação forçada, com temperatura de 62°C, até que a massa
permanecesse constante. Com esses resultados foi estimada a produção média de matéria seca de
colmo, ponteiro, folha seca e parte aérea (PA), em Mg ha-1.
Na colheita foi realizada a determinação dos atributos tecnológicos, como: Pol, graus Brix,
Fibra e Pol da cana corrigida (%PCC), selecionando 10 canas de cada parcela aleatoriamente, no
Laboratório de Tecnologia da Associcana (Associação dos Produtores de Cana da Região de Jaú), em
Jaú. As amostras de cada tratamento foram trituradas e homogeneizadas em betoneira. A extração do
caldo foi feita por uma prensagem, a 250 kgf cm-2 por 1 minuto, de 500 g de amostra desfibrada e
homogeneizada. Pesou-se o resíduo úmido (bolo úmido) resultante dessa prensagem e do caldo
extraído analisaram-se Brix, Pol, e Fibra (Consecana, 2003).
A produtividade de colmos, em tonelada de cana por hectare (TCH), foi obtida por meio da
relação proporcional com a área de cada parcela, considerando 5.556 plantas ha-1. A tonelada de pol
por hectare (TPH) foi obtida pelo produto entre (TCH) e o Pol% da cana (PCC).
Para validar os processos de simulação, utilizaram-se, complementarmente, indicadores
estatísticos como: o coeficiente de correlação de Pearson (r), entre os valores observados e os valores
simulados por cada um dos processos (Morettin & Bussab, 2003); o índice de concordância de
Willmott (Id), dado por uma aproximação matemática que avalia a exatidão e avalia o afastamento dos
valores simulados em relação aos observados (Willmott, 1981), onde a variação é de zero (nenhuma
concordância) até um (concordância perfeita); e o coeficiente de determinação da regressão R2 .
52
As variáveis de saída do modelo estudadas foram: produtividade de colmos por hectare (TCH),
produtividade de açúcar por hectare (TPH), massa seca do colmo (C) e massa seca da parte aérea (PA),
todas em Mg ha-1. Com os dados simulados validados com R2 acima de 0,75 provenientes do modelo
Apsim, foram construídos gráficos de acúmulo de biomassa ao longo do ciclo da cultura até 360 dias
após o corte (DAC), realizando regressões sigmóides utilizando o programa Sigma Plot® segundo a
função: Y = Ymax/(1 + exp(-(DAC-A)/ B)), em que:Y: acúmulo da variável simulada em Mg ha-1,
Ymax: valor máximo da variável simulada (assintota horizontal), A e B são as constantes da função.
4.2 Simulação no APSIM
APSIM (Agricultural Production Systems Simulator) é um sistema de software que permite
realizar simulações de modelos de produção agrícola. A principal inovação é a mudança de um conceito
central de que uma cultura responde às fontes de recursos para o conceito de que um solo como base do
processo responde ao clima, ao manejo e às culturas (Mccown et al., 1999).
O APSIM está estruturado em torno do solo, da planta e dos módulos de gestão (Figura 3).
Estes módulos incluem: uma gama diversificada de culturas, pastagens e árvores; os processos do solo
que incluem balanço de água, de N e transformações de P; o pH do solo; a erosão; e vários controles de
manejo. O APSIM resultou de uma necessidade de ferramentas que forneçam previsões precisas de
produção vegetal em relação ao clima, ao genótipo, ao solo e ao fator de manejo, dando
simultaneamente respostas em longo prazo de problemas de manejo e de recursos (Cheeroo-Nayamuth
et al., 2000).
A estrutura do modelo APSIM é constituída pelos seguintes componentes: um conjunto de
módulos que simulam processos biológicos e físicos em sistemas agrícolas; um conjunto de módulos
de gestão que permitem ao usuário especificar as regras de manejo pretendidas que caracterizam o
cenário que está sendo simulado e que controla a simulação; diversos módulos para facilitar a entrada e
saída de dados da simulação; e um motor de simulação que conduz o processo de simulação e facilita a
comunicação entre os módulos interdependentes (Figura 3).
53
Figura 3. Módulos associados à modelagem no APSIM®
Um dos principais benefícios do APSIM é a capacidade de integrar os modelos derivados dos
esforços de investigação fragmentada. Isso permite que a pesquisa de uma disciplina ou domínio possa
ser transportada para o benefício de alguma outra disciplina ou domínio. Também facilita a
comparação de modelos ou sub-modelos em uma plataforma comum (Mccown et al., 1999).
Fundamentalmente o programa deve ser preenchido com dados climatológicos (no mínimo
com temperaturas mínima e máxima em °C, radiação global em MJ.m-2, precipitação em mm), dados
edafológicos (peso específico do solo em g cm-3, conteúdo de água volumétrico: no ponto de saturação,
no limite superior da água disponível, no limite inferior (15 bar) e no solo seco (água estrutural), todos
em mm água.mm solo-1; conteúdo de carbono orgânico em %, boro, fósforo e manganês em mg kg-1,
capacidade de troca de cátions (CTC), cálcio, magnésio, sódio e potássio em cmol+ kg-1, sódio trocável
em % (V), pH do solo, alumínio em meq 100g-1, composição de areia, silte e argila em %, NO3 e NH4
em ppm), dados de manejo da cana-de-açúcar (data de plantio, duração do ciclo da cana planta,
densidade de perfilhos por m2 na cana planta, cultivar de cana-de-açúcar, profundidade de plantio em
mm, número de socas, duração do ciclo da cana soca e densidade de perfilhos por m2 na soca), dados
de manejo da adubação (data, quantidade e tipo de fertilizante usado), e dados de irrigação (fração
crítica da água disponível no solo abaixo da qual se aplica a irrigação, capacidade do reservatório de
54
água, eficiência da irrigação, quantidade de solutos aplicados em ppm, assim como a freqüência).
Depois da obtenção dos dados necessários para fazer a simulação no programa APSIM®, o mesmo foi
rodado, obtendo-se estimativas de acúmulo de matéria seca do colmo e da parte aérea, produção para a
cultura de cana-de-açúcar nos diferentes tratamentos.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Validação do modelo
Visualiza-se na Tabela 1 os valores reais e simulados de TCH, TPH, matéria seca do colmo e
da parte aérea. Conforme discutido no primeiro trabalho desta tese observa-se o efeito positivo e
sinérgico da adubação nitrogenada e da irrigação no rendimento de colmos e de açúcar por hectare e no
acúmulo de matéria seca da parte aérea e do colmo.
Casagrande (1991) cita a importância do nitrogênio na adubação da cana-de-açúcar, como sendo
o primeiro elemento na ordem de absorção dos nutrientes. Wiedenfeld e Enciso, (2008) reportaram a
importância da aplicação de nitrogênio via fertirrigação obtendo valores de 100 Mg ha-1 de TCH com
doses de 140 kg ha-1, para a terceira soqueira. Ng Kee Kwong et al. (1999) reportaram comportamentos
similares quando comparadas adubações de 80 e 120 kg ha-1 via fertirrigação e cobertura
respectivamente, evidenciando assim a importância da aplicação do nitrogênio de forma fracionada
através do sistema de irrigação, como ferramenta de redução da aplicação de N. Estes valores são
coerentes com os obtidos neste estudo (Tabela 1).
Somente os valores de TPH (açúcar por hectare), apresentaram resultados abaixo do esperado.
A diferença entre os valores medidos e os simulados provavelmente deve-se ao cálculo da TPH
(TPH=TCH*PCC) o PCC ou Pol da cana é a porcentagem de massa de sacarose aparente no caldo, e
como tal é dependente das condições de manejo, ambientais e edáficas, entre outras. No modelo Apsim
não há possibilidade de modificar essa variável, assumindo-se constante a relação de acúmulo de
55
sacarose, sendo de um grama de sacarose por cada grama de água perdida, na etapa de maturação
(Keating et al. 1999).
Nota-se que os valores de TPH, acúmulo de massa seca do colmo e da parte aérea obtiveram
índices de validação satisfatórios. Keating et al. (1999) reportaram coeficientes de determinação (R2)
para as previsões do modelo Apsim em comparação com dados observados de 0,93 para a biomassa da
cultura e 0,83 para sacarose do colmo, e definiram como satisfatórios valores acima de 0,75.
Tabela 1. Validação do modelo para as variáveis: produtividade de colmos por hectare (TCH),
toneladas de açúcar por hectare (TPH) e fitomassa seca dos colmos (C) e da parte aérea (PA).
TCH
TPH
C
PA
Real
Apsim
Real
Apsim
Real
Apsim
Real
Apsim
Trats
Mg ha-1
T1
83,6 (±4,7*)
77,9
14,3 (±1,0)
15,8
24,1 (±2,5)
24,8
41,4 (±4,2)
31,5
T2
97,5(±9,2)
100,9
16,7 (±1,7)
16,9
28,4 (±7,4)
31,9
49,9 (±11,1)
40,6
T3
132,8 (±9,2)
120,7
22,3(±1,6)
17,3
39,9 (±2,9)
39,6
61,8 (±6,6)
51,1
T4
130,4 (±12,4)
120,3
21,6(±1,9)
16,9
39,8 (±4,3)
39,4
64,1 (±7,8)
50,8
T5
64,7 (±12,4)
67,6
10,8(±2,0)
13,4
17,6 (±4,2)
21,8
31,8 (±6,6)
28,1
T6
91,3 (±15,7)
85,4
15,3(±2,4)
13,4
26,9 (±5,0)
27,8
44,8 (±7,0)
35,1
2
R
0,76
0,52
0,82
0,75
Id
0,90
0,62
0,93
0,76
r
0,87
0,71
0,9
0,86
T1 - sem nitrogênio (N) e com irrigação, T2 – com 70 kg ha-1 de N e com irrigação, T3 - com 140 kg
ha-1 de N e com irrigação, T4 - com 210 kg ha-1 de N e com irrigação, T5 - sem nitrogênio e sem
irrigação, T6 - com 140 kg ha-1 de N e sem irrigação. R2 coeficiente de determinação, Id índice de
concordância de Willmott, r coeficiente de correlação de Pearson, * desvio padrão da média.
Devido ao alto índice de Willmott obtido pelas variáveis TCH e PA, estas foram utilizadas para
realizar gráficos de produtividade de colmos e acúmulo de matéria seca (Figuras 4 a 7).
5.2 Estimativa do acúmulo de fitomassa seca relacionada com água e nitrogênio em soqueira de cana
Na Figura 4 observam-se as curvas de acúmulo de matéria seca da PA. Todas as curvas
seguem a tendência sigmoidal descrita por Silveira, (1985); Brzesowsky, (1986); Alvarez, (1998) e
56
Gava, (1999). Similarmente todas as curvas representam as três fases de crescimento reportadas por
Machado (1987), como sendo: fase inicial com crescimento lento e acúmulo médio de 10%, fase de
crescimento rápido em que se acumula 70 a 80% de toda a matéria seca e uma fase final na qual o
crescimento volta ser lento e se acumula 10% da metéria seca total aproximadamente. Verifica-se
também que o tratamento fertirrigado com doses de 140 kg ha-1 de N antecipou e o mesmo se manteve
na fase de crescimento rápido por mais tempo, acumulando desta forma mais matéria seca.
Provavelmente esse aumento deve-se à resposta da planta à adubação nitrogenada, a qual se mantém
com as folhas verdes por mais tempo, produzindo desta forma maiores níveis de fotoassimilados.
Comportamento similar foi observado por Vitti et al. (2008), em cana-planta de sequeiro
adubada com 120 kg ha-1 de N e por Farias et al. (2008), em cana irrigada adubada com 67,5 kg ha-1 de
N. Silva (1995) obteve resposta similares estudando cinco cultivares (RB855113, RB928064,
RB845210, RB845197 e RB855536), demonstrando assim a validez do modelo Apsim.
Uma das limitações da regressão sigmoidal é que em tratamentos com elevadas doses de
nitrogênio o acúmulo de biomassa se inicia com um valor diferente de zero, o que não é verdade, pois
nos dados de saída do modelo Apsim o acúmulo da mesma começa com 1000 graus dias, sendo esse
valor correspondente a 65 DAC, aproximadamente.
Na Tabela 2 apresentam-se as equações da regressão sigmoidal para as variáveis TCH e PA.
Os valores de Ymax para as equações são coerentes com os máximos de acúmulo de matéria seca e de
produtividade reportados na literatura (Faroni, 2008; Thorburn et al., 2003; Ng Kee Kwong & Deville,
1994; Wiedenfeld, 1995; Bolgna-Campbell, 2007; Doorembos & Kassam, 1979). Gava (1999) obteve
valores de Ymax=32 Mg ha-1 para soqueira de cana em sistema de sequeiro adubada com 100 kg ha-1 e
100 m3 ha-1 de vinhaça. Este valor pode ser comparado ao obtido no tratamento 6, sequeiro com doses
de 140 kg ha-1 (Tabela 2) de 31,42 Mg ha-1.
57
Tabela 2. Equações de regressão sigmoidal das variáveis: produtividade de colmos por hectare (TCH),
e fitomassa seca da parte aérea (PA) em Mg ha-1.
Matéria seca da parte aérea (PA)
Trats
R2
R2
TCH
1
Y= 77,90/(1+exp(-(**x-226,96)/51,06))
0,99*
Y= 31,03/(1+exp(-(x-205,19)/54,49))
0,99*
3
Y= 117,56/(1+exp(-(x-220,45)/52,66))
0,99*
Y= 47,38/(1+exp(-(x-174,69)/56,89))
0,97*
5
Y= 61,83/(1+exp(-(x-208,36)/42,24))
0,99*
Y= 25,94/(1+exp(-(x-183,67)/47,37))
0,99*
6
Y= 75,63/(1+exp(-(x-189,11)/37,88))
0,99*
Y= 31,42/(1+exp(-(x-160,61)/37,50))
0,99*
* Significativo com (p<0,05).
determinação.
2
**X=DAC (dias após o corte da soqueira). R = coeficiente de
0N_irri.
140N_irri.
44
0N_seq
140N_seq
Materia Seca da parte aérea (Mg ha-1)
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
10
40
70
100
130
160
190
220
250
280
310
340
370
Dias apos o corte (DAC)
Figura 4. Massa seca da parte aérea (PA) da cana-de-açúcar.
0N_irri.
120
140N_irri.
0N_seq
Produção de colmos (Mg.ha-1) ..........
105
140N_seq
90
75
60
45
30
15
0
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Dias apos o corte (DAC)
Figura 5. Produção de colmos da cana-de-açúcar.
270
300
330
360
58
Ramesh et al. (2000), estudando cana planta na Índia adubada com 220 kg ha-1 de N, com três
níveis de estresse hídrico, obtiveram resultados de TCH de 117 (sem estresse) e 71 Mg ha-1 (estresse
alto), correspondendo à irrigação quando a capacidade de água disponível (CAD) do solo diminuísse
50% e sem irrigação, respectivamente. Resultados similares foram obtidos neste estudo, 117,56 e 75,63
Mg ha-1 no tratamento 3 e 6, respectivamente (Figura 5 e Tabela 2).
5.3 Estimativa do acúmulo de fitomassa seca relacionada com doses de nitrogênio em soqueira de cana
Observam-se na tabela 3 as equações de regressão sigmoidal para as variáveis TCH e PA, e nas
Figuras 6 e 7, as curvas de acúmulo de massa seca da parte aérea e de produtividade de colmos por
hectare, respectivamente.
Ng Kee Kwong et al. (1999) trabalhando com primeira e segunda soqueira da cultivar R570,
obtiveram valores de acúmulo de fitomassa seca da parte aérea de 43,1 e 45,7 Mg ha-1 para doses de 80
e 120 kg ha-1 de N via sistema de gotejo subsuperficial. Resultados semelhantes foram obtidos neste
trabalho, 40,83 e 47,38 Mg ha-1 de acúmulo de fitomassa seca da parte aérea, para T2 (70 kg ha-1 de N)
e T3 (140 kg ha-1 de N), respectivamente (Tabela 3 e Figura 6).
Tabela 3. Equações de regressão sigmoidal das variáveis: produtividade de colmos por hectare (TCH),
e fitomassa seca da parte aérea (PA) em Mg ha-1.
Matéria seca da parte aérea (PA)
Trats
R2
R2
TCH
1
Y= 77,90/(1+exp(-(**x-226,96)/51,06))
0,99*
Y= 31,03/(1+exp(-(x-205,19)/54,49))
0,99*
2
Y= 104,83/(1+exp(-(x-239,26)/55,56))
0,99*
Y= 40,83/(1+exp(-(x-216,99)/58,01))
0,99*
3
Y= 117,56/(1+exp(-(x-220,45)/52,66))
0,99*
Y= 47,38/(1+exp(-(x-174,69)/56,89))
0,97*
4
Y= 117,31/(1+exp(-(x-220,91)/52,74))
0,99*
Y= 47,03/(1+exp(-(x-177,95)/56,43))
0,97*
* Significativo com (p<0,05).
determinação.
2
**X=DAC (dias após o corte da soqueira). R = coeficiente de
59
Materia Seca da parte aérea (Mg ha-1)
0_N
45
70_N
42
140_N
39
210_N
36
33
30
27
24
21
18
15
12
9
6
3
0
10
40
70
100
130
160
190
220
250
280
310
340
370
Dias apos o corte (DAC)
Figura 6. Massa seca da parte aérea (PA) da cana-de-açúcar.
0_N
70_N
140_N
210_N
Produção de colmos (Mg ha-1)
105
90
75
60
45
30
15
0
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
Dias apos o corte (DAC)
Figura 7. Produção de colmos da cana-de-açúcar.
As doses de N-fertilizante sem restrição hídrica afetaram a taxa de produção de matéria seca. A
taxa máxima (21 g m-2 dia-1) ocorreu 180 DAC para doses de 140 e 210 kg ha-1 de N. Para 70 e 0 kg ha-1
de N a máxima ocorreu por volta dos 207 DAC e a taxa máxima foi de 17 e 14 g m-2 dia-1,
respectivamente (Figura 6).
60
Produtividades de 115 e 108 Mg ha-1 de TCH foram obtidas na segunda soqueira de cana com
doses de 140 e 70 kg ha-1 de N-fertilizante via gotejo subsuperficial por Wiedenfeld e Enciso (2008).
Observa-se na Figura 7 e na Tabela 3 valores de 117, 56 e 104,83 Mg ha-1 de TCH com doses de 140 e
70 kg ha-1 de N-fertilizante. A dose de 140 kg ha-1 de N-fertilizante obteve resultados similares à dose
de 210 kg ha-1 de N-fertilizante. Segundo Muchow et al. (1996) a produção de colmos por hectare
responde à adubação nitrogenada até uma certa dose, após esse limite não se observam respostas e este
nutriente pode ser classificado como consumo de luxo, passando a limitar a produção outro nutriente
e/ou fator edafo - climatológico. A mesma tendência foi observada por Ng Kee Kwong et al. (1999).
6 CONCLUSÕES
O modelo APSIM pode predizer com o uso de modelagem a produtividade da cana-de-açúcar,
tendo como base de dados um registro confiável e duradouro de elementos climáticos, biométricos e de
manejo. As curvas de acúmulo de biomassa seguiram a tendência sigmoidal característica e
evidenciaram o efeito positivo da irrigação e da adubação nitrogenada.
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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64
5. CONCLUSÕES
Houve efeito positivo da irrigação e da adubação na produtividade e
nos atributos da cana-de-açúcar, principalmente quando aplicados em conjunto (efeito
sinérgico). Em anos agrícolas com pouco déficit hídrico o papel mais importante do sistema de
irrigação é distribuir uniformemente a adubação ao longo do ciclo, podendo reduzir as
quantidades utilizadas. A soqueira de cana respondeu melhor à dose de 140 kg ha-1 de Nfertilizante, obtendo, na maioria dos casos, resultados melhores ou semelhantes aos obtidos
com doses maiores.
O modelo APSIM pode predizer, com uso de modelagem, a
produtividade da cana-de-açúcar, tendo como base de dados um registro confiável e duradouro
de elementos climáticos, biométricos e de manejo. As curvas de acúmulo de biomassa
seguiram a tendência sigmoidal característica e evidenciaram o efeito positivo da irrigação e
da adubação nitrogenada.
65
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS
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